文獻(xiàn)速遞：頂刊CNS神經(jīng)領(lǐng)域研究新進(jìn)展7月（下）

• 改變翻譯延伸過程導(dǎo)致鳉魚大腦衰老的關(guān)鍵特征
• 兩種遠(yuǎn)緣線蟲比較連接組學(xué)揭示神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)化模式
• 運(yùn)動學(xué)習(xí)精細(xì)化丘腦對運(yùn)動皮層的調(diào)控作用
• 系統(tǒng)鞏固過程重組海馬記憶印跡神經(jīng)環(huán)路
• 創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙中人腦的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組與染色質(zhì)動態(tài)變化
• 閉環(huán)式迷走神經(jīng)刺激助力脊髓損傷功能恢復(fù)
• 高度視覺依賴動物中通過凝視遠(yuǎn)程激活位置編碼
• 前額葉對情緒推理內(nèi)部模型的神經(jīng)編碼
• 人類特異性增強(qiáng)子精細(xì)調(diào)控放射狀膠質(zhì)細(xì)胞潛能與大腦皮層形成
• 多巴胺能動作預(yù)測誤差作為價值中立屬性的教學(xué)信號
• 蝙蝠海馬對超大空間環(huán)境的片段化回放

2025年7月31日，美國和德國的學(xué)者們聯(lián)合在Science期刊上發(fā)表了題名為“Comparative connectomics of two distantly related nematode species reveals patterns of nervous system evolution”的研究論文。這項研究通過比較兩種遠(yuǎn)緣線蟲（秀麗隱桿線蟲與太平洋糙吻線蟲）的腦部超微結(jié)構(gòu)，揭示了雙側(cè)對稱動物神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)化的多尺度模式。

研究者采用電子顯微鏡三維重構(gòu)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)盡管這兩種線蟲在1億年前就已分化，其同源神經(jīng)元在整體神經(jīng)突形態(tài)和投射模式上保持穩(wěn)定，但在四個層面存在顯著差異：(1)神經(jīng)元程序性死亡；(2)細(xì)胞空間定位；(3)軸突-樹突投射模式；(4)突觸連接特異性。這些進(jìn)化改變呈現(xiàn)出非區(qū)域偏好性（均勻分布于全腦）和非細(xì)胞類型選擇性（各類神經(jīng)元均發(fā)生改變）的特征，表明神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)化可能通過保守基本架構(gòu)的同時微調(diào)連接細(xì)節(jié)來實(shí)現(xiàn)功能創(chuàng)新。

該研究為理解腦進(jìn)化提供了亞細(xì)胞水平的實(shí)證基礎(chǔ)。

DOI：10.1126/science.adx2143

3、運(yùn)動學(xué)習(xí)精細(xì)化丘腦對運(yùn)動皮層的調(diào)控作用

2025年5月7日，美國的學(xué)者在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Motor learning refines thalamic influence on motor cortex”的研究論文。這項研究揭示了運(yùn)動學(xué)習(xí)中丘腦對初級運(yùn)動皮層（M1）調(diào)控模式的重塑機(jī)制。

通過小鼠M1淺層（L2/3）的縱向軸突成像發(fā)現(xiàn)：經(jīng)過兩周訓(xùn)練的"專家"小鼠中，運(yùn)動丘腦成為編碼習(xí)得動作的關(guān)鍵輸入源。光遺傳學(xué)實(shí)驗表明，運(yùn)動學(xué)習(xí)會特異性增強(qiáng)丘腦對M1中編碼習(xí)得動作神經(jīng)元的驅(qū)動作用——學(xué)習(xí)后丘腦優(yōu)先激活這些特定神經(jīng)元。行為學(xué)驗證顯示，抑制專家小鼠的丘腦-M1輸入會顯著損害其習(xí)得動作的執(zhí)行。

該研究首次闡明：運(yùn)動學(xué)習(xí)通過重塑丘腦對M1的輸入模式（而非單純增強(qiáng)整體輸入），實(shí)現(xiàn)習(xí)得動作的精準(zhǔn)執(zhí)行，這種"輸入-神經(jīng)元"的特異性匹配機(jī)制為理解運(yùn)動技能存儲的神經(jīng)基礎(chǔ)提供了新視角。

DOI：10.1038/s41586-025-08962-8

4、系統(tǒng)鞏固過程重組海馬記憶印跡神經(jīng)環(huán)路

2025年5月14日，加拿大的學(xué)者在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Systems consolidation reorganizes hippocampal engram circuitry”的研究論文。這項研究揭示了海馬神經(jīng)發(fā)生驅(qū)動記憶印跡環(huán)路重組進(jìn)而調(diào)控記憶精確度的機(jī)制。

通過小鼠記憶印跡標(biāo)記技術(shù)發(fā)現(xiàn)：隨時間推移，海馬記憶印跡神經(jīng)元會重構(gòu)連接模式，導(dǎo)致其在相關(guān)情境中"泛化激活"并指導(dǎo)行為，這種神經(jīng)環(huán)路重組解釋了記憶從精確事件向概括性要旨的轉(zhuǎn)化。關(guān)鍵證據(jù)表明：(1) 抑制海馬神經(jīng)發(fā)生會阻止環(huán)路重組，維持事件記憶的精確性；(2) 促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生則加速記憶重組和要旨記憶形成。

研究首次證實(shí)系統(tǒng)鞏固過程包含海馬內(nèi)部的質(zhì)性重組（而不僅是海馬向外轉(zhuǎn)移），提出了記憶精確度調(diào)控的"海馬內(nèi)重組假說"，為理解記憶動態(tài)演變提供了新的神經(jīng)環(huán)路層面的解釋框架。

DOI：10.1038/s41586-025-08993-1

5、創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙中人腦的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組與染色質(zhì)動態(tài)變化

2025年6月18日，美國的學(xué)者在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Single-cell transcriptomic and chromatin dynamics of the human brain in PTSD”的研究論文。該研究通過111例人死后大腦樣本（含PTSD和抑郁癥患者）的200多萬個背外側(cè)前額葉皮層細(xì)胞核分析，首次在單細(xì)胞分辨率上解析了PTSD的多細(xì)胞分子機(jī)制。

研究發(fā)現(xiàn)，抑制性神經(jīng)元、內(nèi)皮細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞特異性出現(xiàn)與糖皮質(zhì)激素信號、GABA能傳遞和神經(jīng)炎癥相關(guān)的基因表達(dá)改變。結(jié)合空間轉(zhuǎn)錄組驗證，確認(rèn)了SST、FKBP5等關(guān)鍵基因的異常表達(dá)。通過整合遺傳-轉(zhuǎn)錄-表觀多組學(xué)數(shù)據(jù)，揭示了ELFN1、MAD1L1等風(fēng)險變異以細(xì)胞類型特異性方式破壞基因調(diào)控的分子路徑。

該研究建立了創(chuàng)傷應(yīng)激反應(yīng)在前額葉皮層的細(xì)胞特異性分子調(diào)控框架，為理解PTSD的持久性神經(jīng)生物學(xué)效應(yīng)提供了多組學(xué)證據(jù)鏈。
DOI：10.1038/s41586-025-09083-y

6、閉環(huán)式迷走神經(jīng)刺激助力脊髓損傷功能恢復(fù)

2025年5月21日，美國的學(xué)者在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Closed-loop vagus nerve stimulation aids recovery from spinal cord injury”的研究論文。這項前瞻性雙盲隨機(jī)對照研究（NCT04288245）首次證實(shí)閉環(huán)迷走神經(jīng)電刺激（CLV）聯(lián)合任務(wù)導(dǎo)向訓(xùn)練可顯著改善慢性不完全性頸髓損傷患者上肢功能。

研究采用微型植入設(shè)備，在患者完成特定動作時選擇性激活迷走神經(jīng)，經(jīng)過12周游戲化康復(fù)訓(xùn)練后，19名受試者表現(xiàn)出：1）上肢肌力顯著增強(qiáng)；2）關(guān)節(jié)活動范圍擴(kuò)大；3）日常生活能力明顯改善。該療法通過實(shí)時閉環(huán)刺激增強(qiáng)突觸可塑性，促進(jìn)損傷后神經(jīng)環(huán)路重塑，為傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練提供了神經(jīng)調(diào)控增強(qiáng)策略。

研究證實(shí)CLV能有效突破慢性期脊髓損傷的康復(fù)瓶頸，為神經(jīng)修復(fù)治療開辟了新途徑。

DOI：10.1038/s41586-025-09028-5

7、高度視覺依賴動物中通過凝視遠(yuǎn)程激活位置編碼

2025年6月11日，美國的學(xué)者在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Remote activation of place codes by gaze in a highly visual animal”的研究論文。這項研究以黑頂山雀為模型，揭示了海馬位置細(xì)胞通過凝視實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程空間編碼的新機(jī)制。

研究發(fā)現(xiàn)：1）位置細(xì)胞不僅在被試身處特定位置時激活，當(dāng)動物從遠(yuǎn)處凝視該位置時同樣被激活；2）這種"凝視編碼"由快速頭動（頭部掃視）精確調(diào)控，海馬在每次掃視周期中交替編碼視覺預(yù)測與實(shí)際所見；3）不同亞型中間神經(jīng)元通過相位特異性放電協(xié)調(diào)這一過程。研究首次證實(shí)海馬通過整合位置編碼與凝視編碼，構(gòu)建了統(tǒng)一的空間表征系統(tǒng)，既能處理局部導(dǎo)航信息，又能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程空間推理。

這一發(fā)現(xiàn)為理解視覺-海馬協(xié)同工作機(jī)制提供了神經(jīng)動力學(xué)基礎(chǔ)，揭示了頭部運(yùn)動在連接感知與記憶中的關(guān)鍵作用。
DOI：10.1038/s41586-025-09101-z

8、前額葉對情緒推理內(nèi)部模型的神經(jīng)編碼

2025年5月14日，美國的學(xué)者在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Prefrontal encoding of an internal model for emotional inference”的研究論文。該研究揭示了背內(nèi)側(cè)前額葉皮層（dmPFC）編碼情緒內(nèi)部模型的神經(jīng)機(jī)制。

研究發(fā)現(xiàn)：1）dmPFC神經(jīng)元能靈活關(guān)聯(lián)環(huán)境刺激與厭惡事件（無論直接或間接關(guān)聯(lián)），構(gòu)建情緒推理的內(nèi)部模型；2）該模型通過多階段編碼機(jī)制形成，涉及dmPFC細(xì)胞的招募與穩(wěn)定化；3）雖然dmPFC群體活動編碼所有顯著關(guān)聯(lián)，但特異性投射至杏仁核的神經(jīng)元亞群專門表征并介導(dǎo)間接關(guān)聯(lián)的表達(dá)。

研究首次闡明前額葉通過分級編碼機(jī)制（整體表征實(shí)際經(jīng)歷、特定亞群處理推理關(guān)聯(lián)）構(gòu)建情緒預(yù)測模型，為理解高階情緒學(xué)習(xí)的皮層-杏仁核環(huán)路機(jī)制提供了新見解。這些發(fā)現(xiàn)揭示了大腦如何通過內(nèi)部模型實(shí)現(xiàn)從具體經(jīng)驗到抽象情緒推理的跨越。

DOI：10.1038/s41586-025-09001-2

9、人類特異性增強(qiáng)子精細(xì)調(diào)控放射狀膠質(zhì)細(xì)胞潛能與大腦皮層形成

2025年5月14日，美國的學(xué)者在Nature期刊上發(fā)表了題名為“A human-specific enhancer fine-tunes radial glia potency and corticogenesis”的研究論文。該研究通過跨物種基因組編輯模型（小鼠、黑猩猩及人腦類器官），揭示人類加速進(jìn)化區(qū)HARE5增強(qiáng)子通過調(diào)控WNT信號通路驅(qū)動大腦皮層擴(kuò)張的機(jī)制。

研究發(fā)現(xiàn)：1）攜帶人類HARE5（Hs-HARE5）的小鼠表現(xiàn)出新皮層增厚、興奮性神經(jīng)元增多及皮層區(qū)間功能獨(dú)立性增強(qiáng)；2）Hs-HARE5通過四個人類特異性變異增強(qiáng)調(diào)控活性，改變放射狀膠質(zhì)細(xì)胞行為——早期增加自我更新能力，后期擴(kuò)展神經(jīng)發(fā)生潛能；3）在人類與黑猩猩神經(jīng)前體細(xì)胞中，Hs-HARE5通過放大經(jīng)典WNT信號促進(jìn)前體細(xì)胞增殖。

該研究首次闡明非編碼調(diào)控元件的微小進(jìn)化改變?nèi)绾瓮ㄟ^精細(xì)調(diào)控神經(jīng)前體細(xì)胞動力學(xué)，直接促成人類大腦皮層體積與復(fù)雜性的獨(dú)特性，為理解人類認(rèn)知進(jìn)化的發(fā)育基礎(chǔ)提供了分子水平證據(jù)。

DOI：10.1038/s41586-025-09002-1

10、多巴胺能動作預(yù)測誤差作為價值中立屬性的教學(xué)信號

2025年5月14日，美國、西班牙的學(xué)者聯(lián)合在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Dopaminergic action prediction errors serve as a value-free teaching signal”的研究論文。該研究通過小鼠聽覺辨別任務(wù)，揭示了多巴胺系統(tǒng)并行編碼兩種預(yù)測誤差信號以支持不同學(xué)習(xí)模式的機(jī)制。

研究發(fā)現(xiàn)：1）紋狀體尾部多巴胺活動編碼動作預(yù)測誤差（與運(yùn)動相關(guān)但獨(dú)立于獎賞價值），通過強(qiáng)化重復(fù)關(guān)聯(lián)支持習(xí)慣性學(xué)習(xí)；2）獎賞預(yù)測誤差系統(tǒng)（傳統(tǒng)RPE）則負(fù)責(zé)價值導(dǎo)向?qū)W習(xí)；3）計算建模與實(shí)驗證實(shí)，動作預(yù)測誤差雖不能單獨(dú)支持獎賞學(xué)習(xí)，但與RPE系統(tǒng)協(xié)同工作時，能以價值中立方式鞏固穩(wěn)定的聲音-動作關(guān)聯(lián)。

這些發(fā)現(xiàn)闡明了多巴胺系統(tǒng)通過紋狀體分區(qū)（價值相關(guān)區(qū)與運(yùn)動相關(guān)區(qū)）并行處理兩種教學(xué)信號的計算原理，為理解習(xí)慣形成與目標(biāo)導(dǎo)向行為的神經(jīng)基礎(chǔ)提供了新框架。

DOI：10.1038/s41586-025-09008-9

11、蝙蝠海馬對超大空間環(huán)境的片段化回放

2025年7月24日，以色列的學(xué)者聯(lián)合在Cell期刊上發(fā)表了題名為“Fragmented replay of very large environments in the hippocampus of bats”的研究論文。該研究通過在200米長隧道中記錄飛行蝙蝠的海馬活動，揭示了超大空間環(huán)境下記憶回放的新模式。

研究發(fā)現(xiàn)：1）睡眠和清醒靜息期均存在時間壓縮的重放序列，但不同于小尺度環(huán)境中的完整回放，這些回放呈現(xiàn)高度片段化特征，僅覆蓋約6%的環(huán)境范圍；2）單個神經(jīng)元依據(jù)其多重位置野在回放中多次放電；3）這種片段化回放可能反映神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的生物物理限制，同時有利于記憶"分塊"處理以促進(jìn)海馬-新皮層信息傳遞。

這些發(fā)現(xiàn)顛覆了傳統(tǒng)記憶再激活理論，表明自然大尺度空間中的海馬回放機(jī)制存在根本差異：并非完整復(fù)現(xiàn)經(jīng)歷軌跡，而是通過提取關(guān)鍵片段來優(yōu)化記憶存儲效率，為理解真實(shí)世界環(huán)境中的記憶整合提供了新視角。

DOI：10.1016/j.cell.2025.05.024