我們都知道，神經(jīng)元是大腦中的重要神經(jīng)細(xì)胞，也是構(gòu)成神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的基本單位；本文中，小編整理了多篇研究成果，來共同解讀科學(xué)家們?nèi)绾紊钊胙芯可窠?jīng)元，探索大腦的奧秘，分享給大家！

【1】Science：重磅！發(fā)現(xiàn)重寫創(chuàng)傷記憶的神經(jīng)元

doi：10.1126/science.aas9875 doi：10.1126/science.aau0035

對創(chuàng)傷經(jīng)歷的回憶會導(dǎo)致精神健康問題，如創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙（PTSD），這會破壞一個人的生活。據(jù)估計，當(dāng)前將近三分之一的人會在他們生命中的某個時刻遭受恐懼或應(yīng)激相關(guān)的障礙。如今，一項(xiàng)新的研究在細(xì)胞水平展示了一種療法如何能夠治療長期的創(chuàng)傷記憶。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2018年6月15日的Science期刊上。

在治療創(chuàng)傷記憶領(lǐng)域，對恐懼衰減（fear attenuation）是否涉及通過新的安全記憶痕跡（memory trace of safety）或?qū)⒃嫉目謶钟洃浐圹E（memory trace of fear）重寫為安全記憶痕跡來抑制原始的恐懼記憶痕跡，人們長期以來爭論不止。

這種爭論的一部分與我們總體上還不能完全理解神經(jīng)元如何存儲記憶的事實(shí)相關(guān)。雖然這項(xiàng)研究取得的新發(fā)現(xiàn)不能排除這種抑制機(jī)制，但是它們首次證實(shí)了重寫創(chuàng)傷記憶在治療創(chuàng)傷記憶中的重要性。

【2】Nat Biotechnol：中美科學(xué)家開發(fā)新技術(shù)讓神經(jīng)元交流可視化

doi：10.1038/nbt.4184

神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿（acetylcholine， ACh）調(diào)節(jié)著全身一系列生理過程。盡管它很重要，但是科學(xué)家們對大部分組織和器官的膽堿能傳輸過程卻知之甚少，主要是由于缺少可用的監(jiān)控Ach的技術(shù)。

而近日來自清華大學(xué)、弗吉尼亞大學(xué)等單位的科學(xué)家們就開發(fā)出了一類基于G蛋白偶聯(lián)受體的Ach傳感器（GACh），具有適合在體內(nèi)體外監(jiān)控Ach信號的敏感性、特異性、信噪比、動力學(xué)及光穩(wěn)定性等特點(diǎn)。

【3】Science：來自底板神經(jīng)元的信號傳遞誘導(dǎo)新皮質(zhì)神經(jīng)元經(jīng)歷形態(tài)變化

doi：10.1126/science.aar2866 doi：10.1126/science.aat4587

在一項(xiàng)新的研究中，來自日本幾家研究機(jī)構(gòu)的研究人員在哺乳動物中發(fā)現(xiàn)發(fā)育中的新皮質(zhì)神經(jīng)元經(jīng)歷從多極形態(tài)到雙極形態(tài)的形態(tài)轉(zhuǎn)變，而且這種形態(tài)轉(zhuǎn)變至少部分是由于大腦發(fā)育期間的神經(jīng)元遷移信號傳遞。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2018年4月20日的Science期刊上。

正如這些研究人員所指出的那樣，哺乳動物新皮質(zhì)是自然界中最復(fù)雜的組裝物之一---它是大腦皮質(zhì)的一部分，并且在認(rèn)知和處理來自感官的信息中起著重要作用。新皮質(zhì)的發(fā)育同樣也是比較復(fù)雜的，這是因?yàn)樗谏窠?jīng)元層中發(fā)育。之前的研究已表明在新皮質(zhì)的早期發(fā)育過程中，在腦室區(qū)（ventricular zone）產(chǎn)生的興奮性神經(jīng)元向皮質(zhì)板（cortical plate， 覆蓋著大腦的灰質(zhì)層，由纖維和神經(jīng)細(xì)胞構(gòu)成）遷移。其他研究也已揭示出神經(jīng)元的形狀在遷移期間實(shí)際上發(fā)生變化：從多極形態(tài)轉(zhuǎn)換到雙極形態(tài)。但是這個過程是如何發(fā)生的一直是一個謎。在這項(xiàng)新的研究中，這些研究人員利用組織化學(xué)方法、成像技術(shù)和微陣列分析來研究小鼠的早期新皮質(zhì)發(fā)育。

【4】Science：揭示記憶儲存在印跡神經(jīng)元突觸中

doi：10.1126/science.aas9204

根據(jù)一項(xiàng)新的研究，當(dāng)形成記憶時，某些神經(jīng)元之間形成更大的更密集的連接。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2018年4月26日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“Interregional synaptic maps among engram cells underlie memory formation”。

科學(xué)家們長期以來一直試圖理解大腦在何處和如何儲存記憶。在20世紀(jì)初，德國科學(xué)家Richard Semon創(chuàng)造了術(shù)語“印跡（engram）”來描述大腦中記憶的物理表征。隨后，在20世紀(jì)40年代，加拿大心理學(xué)家Donald Hebb提出當(dāng)神經(jīng)元編碼記憶以及在共活化記憶或印跡之間形成的連接（也被稱作突觸）時，神經(jīng)元就得到強(qiáng)化了---這一理論被廣泛地轉(zhuǎn)述為“一起放電的神經(jīng)元連接在一起（fire together， wire together）”。這兩種觀點(diǎn)已成為記憶研究的基石---并且在它們首次出現(xiàn)后的幾十年中，科學(xué)家們已經(jīng)積累了大量支持它們的證據(jù)。

【5】PLoS Biol：闡明神經(jīng)元細(xì)胞的溝通機(jī)制 有望開發(fā)出治療多種神經(jīng)變性疾病的新型療法

doi：10.1371/journal.pbio.2003611

近日，一項(xiàng)刊登在國際雜志PLOS Biology上的研究報告中，來自萊斯特大學(xué)的研究人員通過研究闡明了大腦中的神經(jīng)元細(xì)胞之間彼此進(jìn)行溝通的分子機(jī)制，相關(guān)研究或能幫助研究人員理解多種神經(jīng)變性疾病發(fā)生的分子機(jī)制。

文章中，研究者發(fā)現(xiàn)，人類機(jī)體中存在的重要分子—一氧化氮在調(diào)節(jié)大腦或外周神經(jīng)元的功能上扮演著關(guān)鍵角色，從而就能幫助解析大腦中神經(jīng)元之間溝通的分子機(jī)制。一氧化氮是一種信號分子，其參與了多種生理和病理性過程，比如能夠幫助擴(kuò)張血管、提高血液供應(yīng)以及降低血壓等。研究者表示，一氧化氮能夠通過對突觸信號的調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)神經(jīng)元的功能，突觸是兩個神經(jīng)元連接以及神經(jīng)遞質(zhì)釋放的位點(diǎn)。

【6】Cell：揭示感知運(yùn)動的神經(jīng)元在大腦中形成的簡單規(guī)則

doi：10.1016/j.cell.2018.02.053

在一項(xiàng)新的研究中，來自美國紐約大學(xué)和阿拉伯聯(lián)合酋長國紐約大學(xué)阿布扎比分校的研究人員破解了用于運(yùn)動感知的神經(jīng)元如何在果蠅大腦中形成，這一發(fā)現(xiàn)說明了如何利用簡單的發(fā)育規(guī)則構(gòu)建復(fù)雜的神經(jīng)回路。它也為理解大腦中形成的處理視覺信息的神經(jīng)回路提供了新的途徑。相關(guān)研究結(jié)果于2018年3月22日在線發(fā)表在Cell期刊上。

Pinto-Teixeira說，“理解神經(jīng)元身份是如何確定的以及神經(jīng)回路是如何在發(fā)育過程中建立起來的會讓我們能夠更好地了解神經(jīng)疾病的產(chǎn)生。具體而言，我們能夠微調(diào)我們對指導(dǎo)源自干細(xì)胞的神經(jīng)元生成和神經(jīng)回路構(gòu)建的一般原則的理解，這可能會促進(jìn)新的治療進(jìn)展。”

這項(xiàng)研究旨在破解神經(jīng)元形成與用于運(yùn)動檢測的神經(jīng)回路構(gòu)建之間的關(guān)系。形成一種功能性的神經(jīng)系統(tǒng)要求不同的具有特定功能的神經(jīng)元在執(zhí)行建立正確的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的發(fā)育程序后產(chǎn)生。

【7】PLoS Biol：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)胚胎發(fā)育過程中調(diào)節(jié)運(yùn)動神經(jīng)元的網(wǎng)絡(luò)

doi：10.1371/journal.pbio.2003127

UCLA的研究人員發(fā)現(xiàn)了一個調(diào)節(jié)正在生長的雞和小鼠胚胎中脊髓運(yùn)動神經(jīng)元發(fā)育的基因網(wǎng)絡(luò)。研究人員還回答了一個長久以來無法回答的問題：為什么運(yùn)動神經(jīng)元（脊髓用于控制肌肉運(yùn)動的神經(jīng)元）比其他神經(jīng)元更快形成。

這項(xiàng)研究于近日發(fā)表在《PLOS Biology》上，共同通訊作者包括UCLA Eli and Edythe Broad再生醫(yī)學(xué)和干細(xì)胞研究中心的Bennett Novitch以及來自英國倫敦弗朗西斯·克里克研究所的合作者。該研究可以幫助實(shí)現(xiàn)干細(xì)胞向運(yùn)動神經(jīng)云分化。干細(xì)胞來源的運(yùn)動神經(jīng)元能夠用于治療病變或者損傷的骨髓，并用于研究神經(jīng)退行性疾病如肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥和脊髓性肌萎縮。

【8】Science：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)口渴的神經(jīng)元

如果你感到口渴，不僅是因?yàn)闆]有喝夠水，更重要的是有一組位于大腦深處的神經(jīng)元在發(fā)揮作用。這是美國國家科學(xué)院華人院士、斯坦福大學(xué)教授駱利群等人在新一期美國《科學(xué)》雜志上發(fā)布的研究成果。

當(dāng)研究人員使用光遺傳學(xué)技術(shù)抑制這些神經(jīng)元時，實(shí)驗(yàn)鼠就會減少喝水量，而如果刺激這些神經(jīng)元，那么不口渴的實(shí)驗(yàn)鼠也開始喝水。

駱利群對新華社記者解釋說，絕大多數(shù)行為實(shí)驗(yàn)用水作為獎勵來訓(xùn)練動物做特定任務(wù)，所以口渴讓動物有了很強(qiáng)的動機(jī)。但當(dāng)動物不再口渴，其表現(xiàn)會隨之變差。他們對這些現(xiàn)象很感興趣，于是開始研究其背后的神經(jīng)機(jī)制。

研究人員連續(xù)48小時不給實(shí)驗(yàn)鼠喝水，并利用駱利群實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的一種名為TRAP2的技術(shù)，標(biāo)記出大腦中受口渴激活的神經(jīng)元群體，結(jié)果獲得了上述發(fā)現(xiàn)。

【9】Cell Stem Cell Nat Neurosci：突破！科學(xué)家成功解析成年大腦回路調(diào)節(jié)新生神經(jīng)元產(chǎn)生的分子機(jī)制

doi：10.1016/j.stem.2017.10.003 doi：10.1038/nn.3572

在我們出生之前，發(fā)育中的大腦就已經(jīng)產(chǎn)生了數(shù)量驚人的神經(jīng)元細(xì)胞，這些細(xì)胞能夠遷移到大腦的特殊部位發(fā)揮關(guān)鍵作用，與普遍的看法恰恰相反，新生神經(jīng)元的起源并不會在出生或兒童期終止；在大腦一系列選擇性區(qū)域中，神經(jīng)元的產(chǎn)生會一直持續(xù)到成年期，其甚至對于機(jī)體特定形式的學(xué)習(xí)和記憶能力及情緒調(diào)節(jié)至關(guān)重要，目前研究人員并不清楚神經(jīng)發(fā)生被開啟或關(guān)閉的機(jī)制，如今來自美國北卡羅來納大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員取得了重大發(fā)現(xiàn)。

刊登在Cell Stem Cell雜志的封面文章中，研究人員鑒別出了一種控制神經(jīng)發(fā)生的大腦回路，其能夠從靠近大腦前部的區(qū)域運(yùn)行到海馬體位置，海馬體是機(jī)體學(xué)習(xí)和記憶相關(guān)的重要結(jié)構(gòu)，同時其也是成年人類大腦中神經(jīng)發(fā)生的主要位點(diǎn)，研究者所鑒別的這種回路能夠調(diào)節(jié)神經(jīng)元產(chǎn)生的過程。研究者Song表示，這種回路能控制海馬體中干細(xì)胞的活性，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)或能幫助我們理解并且治療多種大腦障礙患者，比如精神分裂癥和阿爾茲海默病等。

【10】Nature：鑒定出控制我們行走或奔跑的“起始神經(jīng)元”

doi：10.1038/nature25448

運(yùn)動（locomotion，也譯作移動）構(gòu)成我們執(zhí)行的最基本的動作。從邁出第一步開始到我們到達(dá)我們的目標(biāo)為止，這是一個復(fù)雜的過程。與此同時，運(yùn)動以不同的速度進(jìn)行，從而調(diào)節(jié)著我們多快地從一個地方到達(dá)另一個地方。如今，在一項(xiàng)新的研究中，來自瑞典卡羅林斯卡研究所和丹麥哥本哈根大學(xué)的研究人員證實(shí)作為中腦中的兩個區(qū)域，楔形核（cuneiform nucleus，CnF）和腳橋核（pedunculopontine nucleus，PPN）在控制小鼠運(yùn)動的起始、速度和環(huán)境依賴性選擇方面發(fā)揮著特定的作用。

哥本哈根大學(xué)神經(jīng)科學(xué)系教授Ole Kiehn說，“我們發(fā)現(xiàn)，PPN和CnF中的神經(jīng)元能夠起始運(yùn)動，而且這兩個大腦區(qū)域中的神經(jīng)元活動有助于維持較慢的運(yùn)動并調(diào)節(jié)它的速度。然而，僅CnF能夠引起高速的逃避運(yùn)動。相反之下，PPN中的神經(jīng)元活動有利于緩慢的探索性運(yùn)動。”

雖然運(yùn)動的精確協(xié)調(diào)是由脊髓中的神經(jīng)回路控制的，但是運(yùn)動的情景控制（episodic control）歸因于來自腦干的激活脊髓中的神經(jīng)回路的下行信號。