2月2日,《科學(xué)》期刊在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院腦智卓越中心領(lǐng)銜的最新科研成果,該研究解析了海馬神經(jīng)元的空間聯(lián)接規(guī)律,并建立了小鼠海馬腦區(qū)單神經(jīng)元的全腦介觀投射聯(lián)接圖譜的數(shù)據(jù)庫(kù),為探索阿爾茲海默癥等疾病治療,提供了新的理論指導(dǎo)。
人類的記憶,與大腦中的海馬腦區(qū)和邊緣系統(tǒng)密切相關(guān),恐懼記憶、場(chǎng)景認(rèn)知、情緒焦慮等功能,都有海馬腦區(qū)的參與。
然而,海馬腦區(qū)內(nèi)的不同胞體位置,如何與這些大腦功能相對(duì)應(yīng)?與相關(guān)的基因表達(dá)和環(huán)路功能之間,存在何種潛在關(guān)系?這些有關(guān)海馬單神經(jīng)元的多樣化全腦投射模式尚不清晰。
“在我們這項(xiàng)研究發(fā)布之前,大家已經(jīng)知道了海馬神經(jīng)元可以投射到了很多腦區(qū);但就是不知道單個(gè)細(xì)胞是以什么樣的方式進(jìn)行連接?!?中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心(神經(jīng)科學(xué)研究所)研究組長(zhǎng)徐春說(shuō)。
為此,此次發(fā)布成果的研究團(tuán)隊(duì),三維重構(gòu)了上萬(wàn)個(gè)小鼠海馬區(qū)單神經(jīng)元的全腦軸突形態(tài)。這些海馬神經(jīng)元的胞體,覆蓋了海馬的各個(gè)亞區(qū)和海馬多維軸向的不同位置,是目前世界上最大的單神經(jīng)元全腦投射圖譜數(shù)據(jù)集。
研究團(tuán)隊(duì)將其比喻為一本字典,將為海馬參與學(xué)習(xí)記憶、空間認(rèn)知、導(dǎo)航、焦慮、應(yīng)激等多種功能提供新的新的視角,同時(shí)更加有效快捷地分析了小鼠海馬神經(jīng)元的341種主要投射模式的形態(tài)相似性,最終歸納總結(jié)出43種全腦投射細(xì)胞類型。
徐春告訴記者:“在這樣一個(gè)‘字典’里面,我們可以根據(jù)研究興趣和目標(biāo),去尋找和設(shè)定特定的神經(jīng)環(huán)路和投射細(xì)胞類型。這時(shí)候我們就有希望進(jìn)行選擇性的調(diào)控神經(jīng)元活動(dòng),甚至操控和修復(fù)記憶?!?/p>
目前,該研究構(gòu)建的圖譜數(shù)據(jù)庫(kù),已經(jīng)通過(guò)腦科學(xué)門(mén)戶網(wǎng)站公開(kāi)共享。研究人員表示,這些研究成果為研究海馬神經(jīng)元相關(guān)的功能和疾病提供了環(huán)路和分子基因的靶點(diǎn),將有助于全球科學(xué)家在未來(lái)共同回答一些與學(xué)習(xí)記憶有關(guān)的問(wèn)題,包括為阿爾茲海默癥、精神類疾病等探索更多臨床解決方案。
“現(xiàn)在的藥物大多針對(duì)分布比較廣泛的受體或者分子。我們未來(lái)有希望結(jié)合投射細(xì)胞類型的基因信息,去設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)針對(duì)對(duì)具體環(huán)路的藥物,從而更精準(zhǔn)地去調(diào)控大腦的功能?!?徐春說(shuō)。
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