星形胶质细胞Ca2+通过限制运动学习期间树突重复活动防止突触去增强

背景介绍与研究缘起 在神经科学领域,学习与记忆过程依赖于大脑中复杂的细胞活动调控。以往大量研究聚焦于神经元之间的突触可塑性(synaptic plasticity),例如长时程增强(long-term potentiation, LTP)和长时程抑制(long-term depression, LTD),作为神经环路重塑的物质基础,推动了神经科学的发展。然而,近年来一个新兴领域——星形胶质细胞(astrocytes)对大脑功能的影响日益受到关注。星形胶质细胞不仅仅是神经元的“配角”,它们通过调节神经元代谢、缓冲细胞外离子环境、摄取神经递质以及分泌调节性分子等方式,积极影响着神经元活动和突触传递,但这些作用在学习与记忆等行为层面上的具体机制,仍未被彻底揭示。 尤其是在体内活体条件下,星形胶质细...

利用非典型前庭输入修正与年龄相关的导航障碍

绕过传统通路,挖掘“非经典”前庭输入,纠正老年认知导航障碍的新突破 ——解读《harnessing a noncanonical vestibular input in the head-direction network to rectify age-related navigational deficits》 一、学术背景:为何关注衰老相关的导航障碍? 导航能力(spatial navigation)是动物及人类在空间环境中定位与移动的核心认知功能之一。随着全球人口老龄化加剧,空间导航障碍作为老年认知功能下降的一种表现,越来越受到关注。以往我们认为,导航困难只是衰老相关综合认知能力减退(如记忆力、注意力、信息处理速度降低)的一部分,但最新研究和临床观察表明,导航功能障碍在衰老过程中有其独...

人类大脑成熟过程中基因表达动态的颞叶皮层细胞图谱

人类大脑成熟中的基因表达动态研究:全新的时间性大脑细胞图谱 学术背景 人类大脑的发育和成熟是神经科学中的一个重要研究领域,但至今仍存在许多未解之谜。发育中的人类大脑在出生后经历了漫长而复杂的成熟过程,这一过程受到基因表达动态变化的引导。尽管先前基于体块组织(bulk tissue)进行的大规模转录组学研究揭示了基因表达的显著变化,尤其是在胎儿后期到婴儿早期的过渡阶段,以及童年和青春期大脑结构和功能的剧烈变化,但这些研究的局限性在于未能指明细胞类型特异性的基因表达动态。因此,每种不同细胞类型在童年至成年大脑成熟过程中究竟发生了怎样的基因表达变化仍是一个未解的科学问题。 此外,全球范围内目前建立的人类大脑细胞图谱以成人为主,缺乏对儿童阶段的涵盖。而非洲作为全球基因多样性最高的地区,其加速增长的儿...

海马神经元特征选择性的突触基础

海马神经元特征选择性的突触基础研究 学术背景 在神经科学中,一个核心问题是突触可塑性如何塑造行为动物中神经元的特征选择性。海马CA1锥体神经元(CA1 pyramidal neurons, CA1PNs)通过形成空间和情境选择性的感受野(place fields, PFs),展示了最显著的特征选择性之一。PFs是研究学习和记忆突触基础的模型。尽管已有多种形式的突触可塑性被提出作为PFs形成的细胞基础,但由于缺乏工具和技术挑战,我们对突触可塑性如何支持PFs形成和记忆编码的理解仍然有限。特别是,在清醒行为动物中,以单神经元分辨率可视化突触可塑性仍然是一个巨大的挑战。 为了解决这一问题,研究人员开发了一种全光学方法,用于在空间导航过程中监测单个CA1PNs在PFs诱导前后树突棘的时空调谐和突触权...

FMOD通过靶向PI3K/AKT/mTOR信号通路缓解创伤性脑损伤后的抑郁样行为

FMOD 缓解创伤性脑损伤后抑郁行为的研究报告 创伤性脑损伤(Traumatic Brain Injury,TBI)是全球范围内影响深远的健康问题,除了导致脑功能障碍外,还常引发精神障碍。TBI后最常见的精神疾病之一是抑郁症,约有25-50%的TBI患者会受到抑郁症的影响。这种类型的抑郁症对个人生活质量影响极大,甚至可能导致终身残疾。近年来,有研究表明纤维调素(Fibromodulin,FMOD)可能在TBI后起关键调节作用,但其与TBI后抑郁症的关系及其潜在机制尚不明确。 本文探讨了FMOD在TBI后抑郁症中的作用及其潜在机制。研究通过自评抑郁量表(SDS)评估TBI患者的抑郁症状,并发现FMOD水平降低与TBI相关抑郁症相关。随后,研究在小鼠和原代神经细胞中验证了FMOD的保护效应,并揭...

MDGA2 在 CA1 锥体神经元上选择性地限制谷氨酸能输入以优化用于可塑性、记忆和社会行为的神经回路

在神经科学领域,突触的组织与可塑性对记忆和社会行为等认知功能至关重要。作为稀有突触抑制因子,被称为MAM域含糖基磷脂酰肌醇锚蛋白(MDGA)的家族成员,在突触形成中发挥着重要的调节作用,它们通过抑制神经细胞粘附分子神经激肽-神经节碱复合体的形成,调控突触的组织。尽管MDGA2在各种细胞类型中表达,并定位于兴奋性和抑制性突触,但是关于MDGA2丧失功能对特定细胞类型和网络的影响,区别可能在于对特定细胞类型和大脑区域的选择性策略。基于此,研究人员产生了限制在CA1锥体细胞中的MDGA2条件性敲除小鼠(conditional knockout of MDGA2,简称MDGA2 CKO),以解决这一问题。以下是关于该研究的综合报道。 突触组织因子在神经发育、传导和可塑性中起到了基础性的作用。 表现为...