神經心理
中科院行為科學重點實驗室左西年研究組的楊志副研究員,與國內外合作者利用200對雙胞胎(雙生子)的腦功能影像數據,揭示了遺傳和環境因素對人腦內在功能網絡的影響,研究結果發表于《大腦皮質》。研究結果在系統層面上揭示了大尺度人腦內在功能網絡的個體差異來源具有模塊化架構:單個網絡自身的活動受基因調控,而環境因素則主要影響不同腦網絡或功能模塊間的關系。這不僅能幫助理解人類認知與行為個體差異的腦機制,而且能為腦與行為關聯研究篩選具有遺傳基礎的神經影像學網絡標記物(如額定控制網絡),為行為訓練和臨床干預應用研究提供備選的腦網絡(如可塑性很強的楔前葉記憶網絡)。

人腦七大常見皮層功能網絡,分別為楔前葉記憶網絡,視覺網絡,默認網絡,額頂控制網絡,凸顯網絡,體感運動網絡,背側注意網絡

人腦功能網絡個體差異來源的模塊化架構。腦功能網絡自身的活動(功能模塊)
中科院神經科學研究所顧勇研究組發現位于獼猴頂葉的多個腦區的神經元可以解析自身運動中的平移和旋轉組分,相關成果發表于《細胞報告》。當我們乘坐觀光車在外灘隧道中蜿蜒行進時,我們內耳的前庭系統也在忙著分析我們的運動狀態。值得注意的是,有一群神經元既對對運動過程中的平移組分有響應,也對旋轉組分有響應。這群神經元可通過加權平均方式整合平移和旋轉信息,有可能編碼曲線自身運動。研究發現匯聚神經元在平移+旋轉時的反應強度要高于其在單一組分時的反應強度。由于區與區之間的反應性質類似,表明有關自身運動的信息編碼在靈長類的感覺皮層可能是廣泛分布的。
中科院成都生物所研究員崔建國等人通過對峨眉山仙琴蛙的研究,發現其雌性對性信號的區分能力是促進動物性信號復雜性進化的動力之一,研究結果發表于《進化》。雄性動物通過展示漂亮、復雜的性信號來求偶;動物性信號復雜性進化的驅動力一直備受科學家的關注。仙琴蛙利用其鳴聲音節之間音調節節升高這一特點,克服韋伯定理,增加雌性對鳴聲音節數的識別能力。研究結果表明,雌性對性信號的區分能力驅動了雄性鳴聲信號從增加音節數的單模信號,創新性進化出增加音節數的同時,音調在音節之間節節升高的多模信號。雌性對性信號區分能力的限制,驅動了雄性鳴聲信號從進化得更長,轉變為進化得更復雜。
中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心、中國科學院深圳先進技術研究院-MIT麥戈文聯合腦認知與腦疾病研究所王立平研究團隊,采用基于光遺傳學的同步光刺激和多腦區電記錄技術,在動物活體水平實現了對顳葉癲癇傳遞方向的精確解析和癲癇發作的有效控制,研究結果發表于《自然-通訊》雜志。癲癇是由于“神經元異常同步化放電”導致的、最常見的大腦功能性疾病之一,影響著全球約1%人口的生活質量。在此研究中,首次在活動物活體水平精確解析了顳葉癲癇神經細胞異常放電的特征以及癲癇波在大腦內的傳遞方向。同時證實了海馬中間神經元是癲癇疾病的重要干預和治療靶點。
中科院上海生命科學研究院神經科學研究所仇子龍研究組與神經所蘇州非人靈長類研究平臺孫強團隊合作,通過構建攜帶人類自閉癥基因MECP2的轉基因猴模型及遺傳行為學分析,發現MECP2轉基因猴表現出類人類自閉癥的刻板行為與社交障礙等行為,相關結果發表于《自然》雜志。自閉癥—也稱孤獨癥—是一類多發于青少年的發育性神經精神疾病,患者多會表現出社交障礙、重復性刻板動作和焦慮抑郁等行為及情緒的異常,目前沒有有效的藥物治療方法。MECP2轉基因食蟹猴作為MECP2倍增綜合癥的非人靈長類模型,為深入的研究自閉癥的病理及探索治療干預方法奠定了堅實的基礎。

第二代F1轉基因食蟹猴

F0轉基因食蟹猴運動模式的異常
中科院心理研究所行為科學重點實驗室鮑敏研究組,以運動適應和對比度適應為例研究了適應后效在長時程重復適應訓練前后及訓練過程中的變化,研究成果發表于《科學報告》。視覺是人類最重要的感覺,而視覺適應則是視覺的一種重要功能,主要是指視覺系統能夠根據知覺的歷史調整對當前刺激的反應強度。生活中我們能感受到的視覺適應現象有很多,比如明適應、暗適應。研究結果關注重復多天的適應過程,表明長時程重復適應訓練引起的適應后效變化是由注意以及非注意的類似習慣化的機制共同作用的結果。
中科院上海生命科學研究院神經科學研究所神經信號轉導實驗室王以政教授等發現Sonic hedgehog(Shh)可以通過調節谷氨酸轉運體的活性影響細胞外谷氨酸的濃度,繼而影響癲癇的發生,相關結果發表于《EMBO報告》。癲癇是發病率最高的神經系統疾病之一,大約影響世界人口的1%。谷氨酸是中樞神經系統中重要的興奮性神經遞質,當它在細胞外的濃度不能被精確調控時,就可能引起包括癲癇在內的神經興奮性毒相關的疾病。谷氨酸轉運體作為能夠迅速清除細胞外谷氨酸的重要蛋白,在防止神經興奮性毒的發生上起到重要作用。
中科院心理健康重點實驗室神經心理學與應用認知神經科學研究組陳楚僑研究員與香港科研機構合作,考察疾病不同階段中情緒-行為分離的本質與缺失程度,相關結果發表于《神經心理學》。結果顯示,兩組精神分裂癥患者報告了和他們控制組類似的情緒體驗,而陰性分裂型特質個體表現出即時愉快體驗的缺損。而且,精神分裂癥患者組效價和喚醒度兩個維度上的情緒體驗都不如控制組好。而陰性分裂型組在效價和喚醒度兩個維度上的情緒-行為匹配上是完好的。這些發現提示情緒-行為失匹配在精神分裂癥疾病的不同階段存在本質和程度上的差別。