第19期 FM脑科学新闻| 抑郁和认知障碍治疗新思路；大鼠也有同理心；视蛋白跨界啦

导读：行万里、刘厚、lhx、皮皮佳、circle
责编：Zhu Xiao
配音：小胡
背景音乐：iMovie主题声音
排版：麋鹿

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Neuron｜认知障碍者的救赎—米诺环素

生命因何而存在？不仅仅是我们的肉体，更重要的是我们与外在世界的互动，而这与β、γ波振荡密不可分。β、γ波，是脑电波中的2个种类，β波是我们维持清醒状态的基础，使我们对周围事物保持敏感性；γ波则与丘脑-皮层系统有关，具有易化突触可塑性以及调节神经网络的作用。有这么一群不幸的人，在出生时前额叶皮层浅层中的锥体神经元发生异常，导致β-γ波振荡出现混乱，引起认知障碍。他们无法学习，无法与人正常交流，给家人带来了无尽的痛苦和烦恼。

米诺环素（Minocycline）是一种广谱抗菌的四环素类抗生素，能与tRNA结合达到抑菌的效果。已证明米诺环素可以减轻因压力引发的炎症，减少精神分裂症患者小胶质细胞的病变，而小胶质细胞是大脑早期发育过程中的关键参与者，对神经元功能和心理发展具有深远影响。Mattia Chini团队的研究发现，在产后的第一个星期给予接受环境打击及相关基因（DISC1）敲除的双重打击小鼠米诺环素，可以弥补神经元的缺陷并恢复一定的认知能力，为早期认知障碍的治疗提供了新的方向。（导读行万里）

文章链接： https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(19)30845-1
图片来源： http://www.ebiochemicals.com/Product/EB000015393.html

Current Biology | 自私的基因？不，大鼠也有同理心

在著名畅销书《自私的基因》中，作者认为人类的利他行为只是基因增强自我复制的策略，本质依然是“自私”的。近期的一项研究却发现，大鼠可能会受“同理心”驱动进行利他行为。荷兰皇家艺术与科学院的研究者训练大鼠在两个提供食物的杠杆中进行选择。一旦大鼠形成对其中一个的稳定偏好，这个杠杆在提供食物的同时会附加对另一只大鼠的电击。一部分大鼠观察到同伴的疼痛后改变了偏好。甚至当施加电击的杠杆提供双倍食物时，仍然有大鼠选择替代杠杆。性别和熟悉性不影响大鼠的选择，而先前暴露于电击的相似经历则会产生重要影响。

研究者向前扣带回注射GABAA激动剂，在一般认知和情绪过程未发生改变的情况下，特异性阻断了偏好转换。鉴于前扣带回对情绪感染的调控，这些结果提示大鼠可能具有“理解”同伴遭遇的“同理心”，而且这种“同理心”在个体间存在明显差异。（导读刘厚）

文章链接： https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(20)30017-8
图片来源：Bing Images

Nature Neuroscience | 外侧丘脑才是CS-US建立关联的场所

大家一定还记得巴甫洛夫条件反射，即反复在铃声（条件刺激，CS）后给食物（非条件刺激，US），最后只有铃声也会让狗流口水。如果把食物换成足电击，就得到了经典的条件恐惧（fear conditioning）。经过训练，小鼠一听到铃声，就会表现出受到足电击般的恐惧。令人好奇的是，CS与US这两种信息是在何处整合并形成关联的呢？

以往的研究认为，条件恐惧中CS和US的关联性是在外侧杏仁核编码的，而匈牙利的研究团队对这一传统观点提出质疑。他们发现，外侧丘脑（LT）有一群表达钙网膜蛋白（calretinin，Calr）的神经元，它们可以整合来自脑干的CS和US信息，并将关联信号传递到杏仁核（AMG）。通过光遗传抑制Calr+LT→AMG环路，他们发现Calr+LT细胞对杏仁核的控制相当复杂，也十分必要：抑制该环路后小鼠将无法建立条件恐惧记忆。此外，Calr+LT→AMG环路还在恐惧记忆形成过程中发生可塑性改变，留下“印记”，使恐惧记忆可以被成功提取。他们的研究是一项颠覆性成果，证明了CS-US关联早在杏仁核之前的外侧丘脑就已经发生。（导读：lhx）

文章链接： https://www.nature.com/articles/s41593-020-0620-z
图片来源： https://rizdesiretoinspire.com/2018/09/14/classical-conditioning/amp/

Current Biology | 果蝇的视蛋白在味觉感知中的功能

众所周知，视蛋白是视紫红质的组成成分之一，它本质是一个G蛋白耦联受体，一直都在视觉感受通路中发挥作用。然而在最近的一次研究中，Nicole Y. Leung和Craig Montell等人首次了发现视蛋白的一个颠覆性的功能。那就是在果蝇中，视蛋白Rh1、Rh4和Rh7可以感知化学物质，即苦味物质马兜铃酸（Aristolochic Acid, ARI）。这一味觉感知过程无需光照的参与，更不用提视网膜了。他们首先通过比较野生型果蝇与视蛋白缺失的果蝇对糖水的偏好性，发现视蛋白缺失的果蝇对含有ARI的糖水分辨能力显著下降，这说明视蛋白在识别ARI的过程中可能发挥作用。为了进一步探究视蛋白是否位于味觉受体神经元（Gustatory receptor neurons, GRNs）上，他们对GRN进行了胞外电生理记录，发现视蛋白缺失的果蝇在感知苦味时，GRN放电频率大幅度降低，证实了这三类视蛋白的确位于GRN上。作者也在黑暗条件下重复了同样的实验，排除了光照的影响。最后，作者通过对比了不同浓度的ARI，证明了果蝇的视蛋白只能探测到低浓度的ARI，对于高浓度的ARI的感知只有通过直接激活TRPA1受体才能被探测到。哺乳动物的许多视蛋白都表达在视网膜之外，比如大脑和脊髓。这一项实验发现具有开创性意义，为视蛋白与化学感受的研究提供了新的思路。（导读：皮皮佳）

文章链接： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982220301123
图片链接： https://www.pinterest.ca/pin/743938432173293738/

Neuron | 减少谷氨酸受体亚型mGlu2/3，能抗抑郁？

随着抑郁症发病的普遍化和低龄化趋势，经统计发现，利用传统的药物充分治愈重度抑郁症患者（major depressive disorder，MDD）的比率不到1/3。近来，Max E. Joffe和Chiaki I. Santiago等人发现了一种具有类似抗抑郁药作用的物质——转运性谷氨酸受体亚型（mGlu2和mGlu3）拮抗剂，可以通过增强抗抑郁作用的关键部位前额皮层（prefrontal cortex，PFC）的谷氨酸传递来发挥作用。

首先，他们针对mGlu2和mGlu3的高选择性和系统活性设计了特异性的拮抗剂，其在临床上存在大量相关靶点。经验证证明，选择性抑制mGlu2或mGlu3，可以增强PFC兴奋性传递，并在临床前抑郁模型中增强抗抑郁药的疗效。此外，通过检测c-Fos基因（是一种细胞受刺激或伤害后就能在细胞内迅速表达的基因）和电生理实验，验证了mGlu2或mGlu3经拮抗剂处理后可迅速激活具有独特生物生理学特征的PFC锥体细胞元群。研究表明，mGlu2和mGlu3在机制上分别作用突触前和突触后，并通过增强丘脑皮层的传递来长期抑制抑郁。同样，在强迫游泳和尾悬吊这两个独立的慢性压力实验模型中，还发现使用该拮抗剂治疗均可减少被动应对和逆转快感缺乏症，这说明mGlu2和mGlu3能通过相关机制来调节PFC功能和相关行为。该研究虽未能阐明受体亚型的贡献和潜在的机制，但对后期调节mGlu2和mGlu3选择性方法的研究，以及开发新的、个性化方法来减轻MDD或其他压力相关精神疾病中的抑郁症状提供了一定的理论基础。（导读：circle）

文章链接： https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(19)30847-5
图片来源： https://charismaticplanet.com/wp-content/uploads/2018/03/depression-guide.jpg

Cell | 艾伦鼠脑图谱第三代：三维脑图谱

脑科学的研究离不开成熟脑图谱的指导，随着大数据的不断推进，传统的二维标准脑图谱已经不能满足实验的需要。今年4月，在《Cell》上，Quanxin Wang和Lydia Ng等人首次构建出哺乳动物中精度达10微米立体像素分辨率的三维脑图谱——the Allen Mouse Brain Common Coordinate Framework (CCFv3)。该脑图谱以1675个鼠脑为基础，对免疫组化染色信号和转基因品系荧光信号等，利用连续双光子断层摄影技术（serial two photon tomography, STPT）进行采集，得到图像数据生成一个初步的模板脑。随后，研究人员根据脑结构的形态等特征，在冠状面、矢状面和水平面对每一个脑结构进行神经解剖轮廓的三维描绘。最后，他们对已分割的脑结构进行平滑化等处理，并通过拟合等重构配准技术将独立的脑结构合并进完整的脑图谱中。与前两代脑图谱相比，CCFv3的空间精度更高、解剖学差异更显著，为全脑尺度的神经环路图像绘制等研究提供了更可靠的参考。（导读：皮皮佳）