Neuroscience Bulletin 2021年第3期文章导读

研究论文│老年痴呆│皮层下血管性轻度认知障碍患者多尺度全脑网络上特异性功能-结构连接耦合异常

血管性痴呆（VaD）是继阿尔茨海默病之后老年患者的第二大常见痴呆原因，严重危害人类健康。研究证实，皮层下血管性轻度认知障碍（svMCI）是VaD的重要前期阶段。此阶段患者认知障碍程度轻，并且具有可逆转性，意味着如果在这个阶段进行医疗干预，将有助于延缓患者进展为不可逆的VaD。本文作者通过采集静息态功能磁共振成像（fMRI）和扩散张量成像（DTI）分别构建脑功能和结构网络，并在功能网络内划分模块结构，采用图论作为评估获得数据间相互联系的方法，从全脑网络水平和模块结构水平进行多尺度网络分析探究svMCI患者功能-结构连接耦合变化，进而试图阐明svMCI的神经基础。详情请扫描下方二维码或复制原文链接查看网络版。

https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-020-00580-w

研究论文│海马发育│FOXG1在海马发育过程中直接抑制Wnt5a

叉头框转录因子Foxg1最早也被命名为脑因子1，是人类发育过程中形成的第一个也是最基本的基因。Foxg1的缺失突变会导致端脑发育调控中心cortical hem显著扩张，包括Wnt5a在内的许多Wnt家族成员都在此富集。Wnt5a在早期发育阶段主要表达在端脑内侧皮质，出生后则主要表达在发育中海马体的有丝分裂后神经元中。Wnt5a是轴突引导和轴突生长所必需的，最近有报道提示，Wnt5a对海马体神经元的树突状分支至关重要。本文通过构建Foxg1条件性敲除小鼠、过表达Foxg1以及染色质免疫沉淀（ChIP）等方法探讨FOXG1和Wnt5a在海马体发育中的相互关系和机制。详情请扫描下方二维码或复制原文链接查看网络版。

https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-020-00618-z

研究论文│运动障碍│ε-肌聚糖突变诱导小鼠肌阵挛性肌张力障碍综合征样运动障碍

肌阵挛性肌张力障碍综合征（MDS）是一种遗传性的运动障碍，主要特征为快速、短暂的肌肉收缩（肌阵挛痉挛）和/或持续的扭转和重复运动组合而导致的姿势异常（肌张力障碍）。MDS以常染色体显性方式遗传，大多数MDS相关的突变发生在ε-肌聚糖（SGCE）编码基因中。人类SGCE基因位于7号染色体，包含12个外显子。本文作者在2013年报道了SGCE外显子6中C向T的转变导致一个汉族家庭中两代人出现MDS。然而到目前为止，尽管众多的研究报道证实SGCE的各种突变和不同家族中出现的MDS有关，但是SGCE诱导MDS的机制仍然不清楚。本文作者通过构建SGCE敲除（KO）和人类237C＞T突变敲除（KI）小鼠以及斑马鱼MDS模型等不同的方法观察SGCE及其突变体在MDS病理发展中的作用。详情请扫描下方二维码或复制原文链接查看网络版。

https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-020-00612-5

研究论文│运动障碍│运动障碍与左旋多巴消退状态下黑质网状部和运动皮层θ振荡活动的同步性密切相关

帕金森病（PD）患者通常会出现震颤和其他运动症状，比如行动缓慢、身体僵硬等，其最主要的病理改变是中脑黑质中多巴胺（DA）能神经元的大量死亡，引起纹状体中DA显著减少造成。减轻这些症状的基础疗法是服用左旋多巴。然而，长期左旋多巴治疗的PD患者会因为药效波动而出现左旋多巴诱导的运动障碍（LID）的副作用，患者会出现无法控制的快速抽搐和扭曲，或出现缓慢持久的肌肉痉挛，也称为“关态”，而对应的“开态”则是突然活动正常，肢体僵硬消失，活动自如。两种状态间切换速度非常快，无法预测。脑电信号根据其发生频率可划分为四个常见的波段，即δ波（0.5–4 Hz）、θ波（5–8 Hz）、α波（9–12 Hz）、β波（13–25 Hz）。θ振荡（θ波）是人脑电波的基本波形之一，频率为4–12 Hz，振幅为100–150 μV。在一组平均病史为14.1年的PD患者当中，丘脑底核在左旋多巴消退运动障碍状态下记录到2Hz到7Hz的θ振荡，这种θ振荡频率在急性服用左旋多巴的老年PD患者”开态”下会显著增加，提示θ振荡可能在PD患者中介导运动恢复或者具有促动力作用。“关态”下大鼠模型在背外侧纹状体记录到θ振荡增强，这种“关态”下的θ振荡增强可能是反复的多巴胺刺激和基底节（BG）内可塑性造成的结果。对伴有运动障碍的LID患者和LID大鼠模型中对内苍白球（GPi）深部脑刺激的有效性突出了BG输出结构内放电频率或模式在调节BG输出的电生理变化中的重要性。然而BG输出核对包括M1运动皮层在内的下游结构的调节并不清楚。已有研究在老年PD患者和LID动物模型中报道BG中过度的θ同步振荡频率，尤其是在左旋多巴消退期间记录的θ振荡，本文通过在左旋多巴消退期间记录θ振荡来探讨这种活动背后LID中初级运动皮层（M1）振荡活动与BG输出之间的关系。详情请扫描下方二维码或复制原文链接查看网络版。

https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-020-00606-3

研究论文│疼痛│背根神经节中的CXCL10/CXCR3信号可加重小鼠的神经病理性疼痛

神经病理性疼痛是一种由感觉神经系统的疾病或损伤导致持续疼痛症状的慢性疾病，高达8%的人群中饱受这种慢性疼痛的困扰。然而，我们目前对神经病理性疼痛的产生机制并不十分清楚。越来越多的证据表明趋化因子及其受体介导的神经性炎症在神经病理性疼痛的发生和维持中发挥着重要作用。CXC趋化因子受体3（CXCR3）是三种配体CXCL9、CXCL10和CXCL11的共同受体，表达在多种细胞中。脊神经结扎（SNL）是一种研究神经病理性疼痛常用的动物模型，利用这种疼痛模型的研究证实，CXCR3在脊髓神经元中表达，SNL后神经元中CXCR3的表达显著增加，并且CXCR3的三种配体在脊髓星形胶质细胞中的表达也会相应地显著增加。本文则聚焦在周围神经系统背根神经节（DRG）当中，试图探寻在DRG中CXCR3及其配体是否参与以及调控神经病理性疼痛。详情请扫描下方二维码或复制原文链接查看网络版。

https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-020-00608-1

研究论文│视觉│短期视觉体验导致小鼠上丘自发活动增强

外部环境的感觉输入在大脑中的呈现对于感知和认知至关重要。研究表明，自发活动的模式类似于外部视觉刺激诱发的活动，意味着大脑中的自发活动维持着一种反映外部环境的内部结构模式，这对于处理信息、发展感知和认知至关重要。感知的自发活动的一个基本前提是能够反射外部信息，例如通过增强。小鼠上丘（SC）是一种整合感觉运动的结构，可以接收多种感觉模式的输入，是研究环路形成和功能的新兴模型。然而，其在小鼠SC神经元增强过程中的作用研究较少。本文作者使用电生理记录、光遗传学和药物输注的方法探讨了视觉刺激对不同发育阶段SC神经元自发活动的影响，并研究由重复视觉刺激引起的增强在小鼠上丘神经元中的作用机制。

https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-020-00622-3

研究论文│脑活动│基于条件生成对抗网络的人脑活动图像深度重建

功能磁共振成像（fMRI）研究表明，通过基于分类的机器学习方法，可以从fMRI活动模式解码视觉特征，比如方向、空间频率、运动方向、物体类别、知觉想象、梦，甚至记忆。除了这些分类识别解码之外，视觉图像重建解码更具挑战性。随着深度学习技术的迅速发展，其强大的特征提取和拟合能力非常适合用来构建重建模型。然而，现有的方法只能重建基本轮廓或提供与感知外在刺激类似的图形或特征。本文提出了一种基于深度学习的重建框架来实现人脑活动图像的高分辨率重建。详情请扫描下方二维码或复制原文链接查看网络版。

https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-020-00613-4

快报│神经退行│L-乳酸升高促进与神经退行性疾病相关的主要细胞病变

L-乳酸由糖酵解和肠道微生物产生，也在运动过程中大量释放。在中枢神经系统内，L-乳酸已被证明是一种快速的兴奋性信号分子，根据不同的浓度和作用时间可以呈现神经保护和神经毒性截然不同的两种特征。本文研究了L-乳酸有道德兴奋毒性、活性氧（ROS）的产生以及胞内钙离子的变化，并筛选了受神经退行性疾病影响的基因表达变化。

https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-020-00611-6

快报│髓鞘│TAPP1通过抑制少突胶质细胞分化促进脱髓鞘损伤后髓鞘再生

少突胶质细胞（OLs）的主要功能是在中枢神经系统中包绕轴突形成绝缘的髓鞘结构，协助生物电信号的跳跃式高效传递，并维持和保护神经元的正常功能。OLs祖细胞起源于神经干细胞在最终分化为OLs和轴突髓鞘之前需要经历增殖和迁移，这个过程任何阶段发生损伤都会影响髓鞘的形成。新近的研究也显示在精神分裂症等精神疾病中OLs和髓鞘都存在明显缺陷。TAPP1是一种含有PH结构域的适配子蛋白，选择性表达在髓鞘形成前的OLs中。本文通过遗传学方法和化学诱导的轴突脱髓鞘模型来描述TAPP1在髓鞘发育和再生中的功能。详情请扫描下方二维码或复制原文链接查看网络版。

https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-020-00609-0

综述│神经保护│分子氢的神经保护作用

分子氢（H₂）是一种无色、无味的生理性惰性气体，最早由化学家Henry Cavendish发现。神经系统发生结构和功能异常通常会导致严重的疾病，其致残率和死亡率都很高。发生异常的神经结构和功能从急性损伤或慢性退行性变中恢复仍然面临巨大的挑战，大多数神经系统疾病并没有有效的治疗方法。越来越多的证据显示，H₂对具有包括大脑缺血/再灌注损伤、蛛网膜下腔出血、神经病理性疼痛、阿尔茨海默病等多种疾病导致的受损神经系统具有保护作用。在这篇综述文章中，作者总结了H₂对神经系统各种疾病的神经保护作用，包括H₂供体及其药代动力学。同时，在临床前和临床研究基础上，对H₂治疗各种神经系统疾病的有效性和安全性进行了汇总，进一步讨论分析了H₂神经保护作用背后的可能机制。详情请扫描下方二维码或复制原文链接查看网络版。

https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-020-00597-1

综述│疼痛│前扣带回皮层在疼痛研究转化中的作用

疼痛是最常见的寻医症状。国际疼痛研究协会定义疼痛为一种与组织损伤或潜在组织损伤相关的不愉快主观感觉和情感体验。在疼痛过程中，引起痛觉的伤害性刺激信号可能激活前扣带回皮层（ACC）。ACC作为大脑边缘系统的关键区域，参与多种认知活动和情感信息的加工处理过程。在这篇综述文章中，作者为我们阐述了ACC在疼痛处理中的作用，以及利用生理性疼痛和病理性疼痛（包括炎症性疼痛、神经性疼痛和癌症疼痛）的不同疼痛状态下分析、积累的证据讨论在ACC中的共性和差异，并讨论了动物研究中所发现的细胞受体和信号分子。作者进一步总结了ACC作为一种新的中枢神经调节靶点在临床疼痛治疗中的应用。详情请扫描下方二维码或复制原文链接查看网络版。

图2 疼痛治疗中使用有创和无创刺激技术所涉及的不同脑区。

https://link.springer.com/article/10.1007/s12264-020-00615-2