FM脑科学新闻丨运动学习新框架；发育中的噪声也会造成个体差异一直以来，人们都认为个体差异是仅由基因和环境共同决定，但对于

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FM脑科学新闻丨运动学习新框架；发育中的噪声也会造成个体差异mp.weixin.qq.com

导读：皮皮佳，jing.Q，Soma，小箱子，星辰β
责编：Soma
主播：傻子周
背景音乐：フンフンフン♪だよ、らき☆すた——神前暁
排版：夏獭

01 Science | 发育中的噪声也会造成个体差异

一直以来，人们都认为个体差异是仅由基因和环境共同决定，但对于那些非遗传性噪声的作用却知之甚少。在今年3月的《Science》上，Linneweber和Hassan首次利用黑腹果蝇作为研究对象，通过分析其背侧神经元簇（dorsal cluster neurons, DCN）分布的对称性，指出DCN发育中连接的随机性或许是造成个体行为差异的一个原因。在实验中，他们采用了Buridan's paradigm，这一范式利用果蝇在两条黑色条纹柱之间随意走动所留下的轨迹，通过分析其朝向视觉目标的各个参数，从而确定其偏离最短路径的程度，最终得以区分在视觉定向行为中不同果蝇个体能力的差异。实验结果表明，DCN缠绕地越不对称，果蝇的视觉定向能力越突出，证实了DCN分布的不对称性是造成果蝇视觉行为差异的主要原因。该研究虽并未深入探究不对称性背后的分子机制，但是不失为一篇漂亮的工作，为发育神经科学的研究提供了新的思路和方向。（导读：皮皮佳）

文章链接：https://science.sciencemag.org/content/367/6482/1112?rss=1
图片链接：http://pregnancyformula.com/wp-content/uploads/2011/10/twins-770x515.jpg

02 Journal of Neuroscience | 定位社交信息依赖于催产素能神经元

催产素能神经元在许多物种中都与社会行为有关，但是我们对于该系统是编码特定社交信息的方式却知之甚少。在今年3月份的《Journal of Neuroscience》中，Resendez和Stuber等人证实社交刺激会激活下丘脑室旁核（Paraventricular nucleus of the hypothalamus，PVH）内催产素能神经元（Oxytocin Neurons，OT）从而促进雄鼠的社交行为。作者首先利用化学遗传学手段，用CNO激活表达Gq-DREADD的PVH-OT神经元，发现雄鼠的社交定向行为得到增强，而用CNO激活抑制表达Gi-DREADD的PVH-OT神经元则会使定向行为受到破坏，这表明激活OT系统对于指导社会偏好刺激的行为必不可少。随后，为了确定社交刺激是否足以激活PVH-OT神经元，即排除其他奖赏刺激对PT神经元的影响，作者以非社交刺激的糖水作为对照组，发现PVH-OT神经元的活性无明显变化，证实PVH-OT神经元可能会专门对环境中明显的社会刺激有反应。最后，作者在自闭症小鼠模型上选择性失活了几类OT系统，发现OT受体的激动剂能改善社交缺陷，表明社交能力的下降可能与社会疾病相关。这一研究证实了社交刺激会激活OT系统，不仅有助于进一步探究在社交行为中OT系统的发育学作用，而且为社会心理学疾病（如自闭症)的干预性治疗措施提供新的思路。（导读：皮皮佳）

文章链接：https://www.jneurosci.org/content/40/11/2282
图片链接：https://www.psychologytoday.com/intl/blog/how-we-do-it/201505/oxytocin-the-multitasking-love-hormone

03 Cell Reports | 大脑与心脏“共舞”？

行为依赖于大脑招募不同类型的细胞合作，认识不同类型的细胞对于我们理解行为认知的世界非常重要。目前主要的方法是检测细胞外的动作电位（extracellular action potential, EAP），而它的测量受到大脑状态等的影响，使我们无法准确区分不同的细胞。研究人员记录植入了脑深层电刺激手术（deep brain stimulation, DBS)所用电极的患者的神经元活动，再将其与心跳活动比对后，发现神经元在每次心跳发生时都改变了其放电模式。这是因为，心跳会引发大脑的抖动，导致每次心跳使记录电极发生约3μm的位移，如果参考心跳产生的位移进行滤波，就得以更精准地测量波形形状，从而能帮助我们更好地区分不同的细胞类型。正是利用这一特点，他们揭开了海马中几种细胞的神秘面纱——无棘抑制性和棘状兴奋性的人海马神经元。他们通过记录脑组织活动，构建了模拟神经元生物物理学和形态学特征的单细胞模型，这种模型能显著改善了神经元分类，也可适用于其他大脑区域和其他的物种中的神经元分类研究。（导读：jing.Q）

文章链接：http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2020.02.027
图片链接：http://www.sccnn.com/gaojingtuku/xiandaikeji/yiliaohuli/20180406-213067.html

04 Neuron | 运动学习的新框架

随着我们身体的成长，肌肉的力量也在变化，如果神经系统参考幼年的肌肉状态来控制身体，在执行我们期望的运动行为时，肌肉就会执行错误的运动指令，影响我们的运动控制。因此，我们的运动控制神经环路必须有能力来适应不断变化的肌肉状态和外界环境，这种能力被称为运动学习。传统观点认为，在躯体执行来自大脑的运动指令时，大脑已经产生对躯体运动结果的预判，如果实际的运动与大脑的预判存在差异，这个差异就会驱动相关脑区进行学习，来消除这个差异。但是最近来自斯坦福大学的Krishna Shenoy实验室表明，大脑在生成运动指令之前的准备时间对运动学习过程同样重要，他们尝试在运动准备期间对猕猴大脑的前运动皮层进行微电流刺激，发现电刺激干扰了猕猴的运动学习表现，这表明运动准备确实参与了运动学习过程，对传统的运动学习框架进行了补充。（导读：Soma）

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.01.019
图片链接：https://sciencenordic.com/denmark-learning-the-body/an-intense-workout-boosts-motor-learning/1377199

05 Nature Neuroscience | 转录增强子的神经生物学功能

我们都知道，大脑的结构和功能是由基因组编码的，增强子（enhancers）虽然只是基因组上的一小段DNA，却是基因表达过程中发挥重要作用的顺式转录调控元件。近年来，各类大型项目的开展，如致力于阐明精神疾病的功能基因组学的PsychENCODE等，使我们能深入解析增强子在中枢神经系统中的作用机制。根据所处环境的不同，增强子对靶基因下达不同的指令，决定着神经元的“命运”，也精密调控着神经元一生的“一举一动”。将健康和疾病两种状态的增强子活性差异进行比对，是“解密”神经系统疾病的有力工具。精神病遗传学联盟（Psychiatric Genetics Consortium）通过全基因组关联分析（GWAS）发现精神分裂症中存在神经免疫相关增强子的富集。其他大量研究也证明，增强子中单核苷酸多态性（SNP）的常见序列变异与重度抑郁症、自闭症等有显著联系。未来有望通过与全基因组测序(WGS)突变谱比对等方式，协助自闭症等疾病的诊断与治疗；此外还可以“驯化”增强子，与CRISPR–Cas9等技术结合，进行更精准的药物开发。（导读：小箱子）

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41593-019-0538-5
图片链接：http://www.psychencode.org/

06 Neuron | 恐惧带给大脑结构和功能的改变

我们都知道，狗狗看到美味的食物会流口水。如果在展示给它食物的同时摇铃铛，重复数次之后，狗狗会将食物和摇铃联系起来，即便不给食物，铃声也会引起狗狗的生理反应，这就是著名的巴普洛夫条件反射。以该条件反射模型为基础，来自布鲁克大学的研究团队调查了恐惧形成对大脑杏仁核中GABA能突触的影响。本研究结合了超微结构、神经化学以及电生理学的实验方法，发现恐惧学习增加了含α2亚基的GABAA-Rs在GABA受体中的比例，而且改变了突触后电流。这意味着在恐惧条件反射中，GABA能突触发生了持续的结构和功能上的重塑。此外，实验发现恐惧消退训练可部分逆转上述结构与功能的重塑。研究恐惧对小鼠大脑的影响可作为探究人类对于恐惧应激的依据之一，也为研究抑制性神经环路在恐惧学习的作用机制提供了一个新的方向。(导读：星辰β)