追问daily | 大脑如何动态整合记忆？基因组瓶颈如何塑造先天行为？电子鼻媲美动物嗅觉

长期以来，神经科学家认为记忆的形成和回忆主要由神经元主导。贝勒医学院的研究团队在这一背景下，探讨了星形胶质细胞在记忆存储和检索中的作用。他们发现，这种非神经元细胞不仅在记忆回忆中发挥重要作用，还可能在学习过程中形成特定的“星形胶质细胞群”（LAA），以支持特定的记忆检索。

研究团队首先利用小鼠实验，开发了新型实验工具，观察星形胶质细胞在记忆回忆中的作用。通过对小鼠进行恐惧条件反射实验，研究人员发现，当学习事件发生时，部分星形胶质细胞会表达c-Fos基因，并在该区域调控回路功能。这些c-Fos表达的星形胶质细胞群与特定的神经元群体紧密相邻，并具有双向的通信功能。研究进一步揭示，星形胶质细胞中NFIA蛋白的水平升高对记忆回忆至关重要；抑制NFIA基因的表达会导致小鼠无法回忆特定记忆，而不会影响其他记忆的回忆。该研究提供了有关星形胶质细胞作为记忆存储和回忆中活跃组成部分的证据，并为阿尔茨海默病等记忆相关疾病的研究提供了新的思路。研究发表在 Nature 上。

神经科学家希望揭示大脑如何在细胞层次生成复杂的行为序列，以便更好地理解计划与推理的生成机制。伦敦大学学院塞恩斯伯里威康中心和牛津大学的团队，利用硅探针记录了小鼠内侧额叶皮层的神经元活动，研究这些细胞如何实现目标进展的追踪。

研究人员为小鼠设置了一系列目标位置不同但结构相同的任务序列。实验表明，内侧额叶皮层中的“目标进度细胞”能够灵活调整其活动，适应不同目标的距离，帮助小鼠在新任务中进行准确的行为选择。个别神经元以特定的任务滞后激发，形成一个任务结构的内存缓冲区，能即时编码未来行为步骤。实验中观察到的这些神经元活动模式不仅限于任务执行期间，在小鼠的离线睡眠中也出现，支持了大脑构建行为坐标系统的假设。这些发现为理解精神分裂症等疾病提供了新的理论支持。研究发表在 Nature 上。

长期以来，科学界认为记忆一旦形成便会保持稳定。然而，西奈山医院的研究团队首次揭示，大脑会随着新经历不断更新记忆，使得我们的记忆能够动态应对不断变化的环境。

研究团队通过对小鼠的海马体活动进行观察，发现当小鼠在经历负面事件（如特定环境中的电击）后，离线状态下的大脑会重新激活不仅是最近的厌恶记忆，还包括几天前的中性记忆，从而将二者关联起来。这种“整体共同重新激活”现象使得大脑能够将当前的负面经历与过往的记忆联系在一起，形成跨时间的记忆整合。此外，研究发现记忆整合在清醒时更频繁地发生，这与之前的认为睡眠更有利于记忆的理论相悖。这一发现为理解大脑如何动态整合记忆提供了新见解。该研究发表在 Nature 上。

自然情境下大脑皮层功能网络的组织图谱

长期以来，神经科学家致力于揭示大脑在复杂环境下的响应机制。麻省理工学院（MIT）研究团队首次通过电影观看fMRI数据绘制出大脑皮层的功能性网络布局。团队成员包括Reza Rajimehr等神经科学家，他们利用自然观影条件探究大脑如何整合和处理多重视听刺激。

研究收集了176名年轻参与者观看60分钟电影片段时的全脑fMRI数据，平均计算每位参与者的大脑活动，并利用机器学习技术识别出24个不同的功能网络，专注于皮层的各个区域。这些网络各自对应特定的感觉或认知处理功能，如识别人脸或物体、动作、语音及社交互动等。例如，在易于理解的场景中（如清晰对话时），语言处理区域更为活跃；在更复杂的场景中（含多重上下文或语义），大脑则倾向于使用执行控制区域，从而进行高级的认知处理。研究结果为理解大脑皮层在自然情境下的功能性组织提供了新视角。该研究成果发表在 Neuron 上。

新墨西哥大学Mubarak Hussain Syed教授领导的研究团队，联合宾夕法尼亚大学的专家，致力于探讨神经干细胞在睡眠行为调控中的作用。研究旨在揭示果蝇神经干细胞在激素信号影响下如何塑造神经元类型，从而对睡眠行为产生影响。

团队使用果蝇作为模型，研究果蝇中23E10标记的背扇形体（dorsal fan-shaped body, dFB）神经元的发育过程。这些神经元起源于特定的II型神经干细胞，在蜕皮激素（ecdysone）的作用下形成。研究人员通过抑制E93蛋白或蜕皮激素信号，发现成年果蝇的睡眠稳态受到干扰，表现为碎片化的睡眠行为。这一发现揭示了特定激素信号在睡眠调控神经元生成中的关键作用，为理解睡眠障碍的发病机制提供了新的视角。研究成果发表在 Current Biology 上。

25 年研究揭示健康大脑老化和认知能力的关键因素

爱丁堡大学的Ian Deary教授和Simon Cox博士领导了一项为期25年的研究，揭示了健康大脑老化的关键因素。该研究基于洛锡安出生队列（Lothian Birth Cohorts），追踪了参与者从童年到80岁认知能力的变化。研究结果为认知发展和健康老化的关系提供了新的见解，挑战了关于大脑老化的传统观点。

研究团队使用了1932年和1947年苏格兰心理调查的数据，结合现代MRI成像技术，分析了同龄个体大脑结构的变化。他们发现老年期智力水平的一半差异可追溯至童年认知能力，DNA甲基化模式也能够预测死亡风险。较高的童年智力与更高的生存率呈正相关，且遗传因素在不同年龄阶段对智力的影响不同。此外，研究还显示同龄人之间的大脑健康差异显著，提示环境因素和生活方式可能影响大脑老化进程。这项研究结果发表在 Genomic Psychiatry 上。

该研究由明斯特大学心理学家 Markus Lappe 教授领导，探讨了视觉系统如何应对动态视觉输入，以保持稳定的空间感知。视觉科学传统认为，快速眼球运动和平滑追踪可以应对各种运动信号，但该研究首次发现，在面对某些非刚性运动时，这一补偿机制会失效。

研究团队设计了一种新型的非刚性运动刺激，通过眼动追踪设备测试了15名受试者的反应。受试者被要求跟踪一个模拟的旋转涡流，但实验显示，当涡流运动时，受试者的眼睛无法连续平滑追踪，而是每400毫秒通过快速眼跳回到视网膜中心，导致涡流似乎在空间中跳跃。研究进一步表明，快速眼球运动和平滑追踪在功能上通过不同的神经路径独立控制。此外，实验中利用红外眼动仪精确记录了眼球位置和运动轨迹，验证了视觉稳定性依赖于与追踪类似的运动机制。研究结果为探索非刚性运动在神经退行性疾病诊断和研究中的潜在应用提供了基础。该研究发表在 Science Advances 上。

精神分裂症患者在冲突条件下的独特大脑反应模式

塔夫茨大学医学院和范德比尔特大学医学院的研究团队联合进行了一项研究，以揭示精神分裂症患者在面对冲突信息时大脑的独特反应。该团队由Michael Halassa和Neil Woodward领导，他们致力于通过理解内侧丘脑和前额皮质的连接模式为精神分裂症诊断和治疗提供新的工具。

该研究招募了约40名参与者，包含精神分裂症患者和健康对照，使用功能磁共振成像（fMRI）测量内侧丘脑和背外侧前额皮层之间的功能连接。研究开发了一项基于冲突输入的任务，用于考察患者在不同程度的冲突条件下的表现。结果显示，当面对较高冲突条件时，精神分裂症患者表现出显著的错误率，与内侧丘脑和前额皮质之间的连接缺陷密切相关。这一发现不仅提供了评估精神分裂症执行功能障碍的生物标志物，还为未来的诊断和治疗提供了新的方向。研究发表在 Cell Reports Medicine 上。

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