文獻(xiàn)速遞：頂刊CNS神經(jīng)領(lǐng)域研究新進(jìn)展8月（中）

• 通過(guò)操縱性別決定基因實(shí)現(xiàn)跨物種先天求偶行為的重建
• 前視下丘腦EP3R神經(jīng)元構(gòu)成發(fā)熱和蟄伏代謝的雙向開(kāi)關(guān)
• 靈長(zhǎng)類(lèi)背外側(cè)前額葉46區(qū)功能障礙影響動(dòng)機(jī)與焦慮
• 生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)監(jiān)督預(yù)訓(xùn)練機(jī)制
• 延長(zhǎng)掃描時(shí)長(zhǎng)可提升全腦關(guān)聯(lián)研究的預(yù)測(cè)效能并降低成本
• 動(dòng)態(tài)基底節(jié)輸出信號(hào)對(duì)前肢運(yùn)動(dòng)的許可與抑制機(jī)制
• 生命早期高果糖攝入損害小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬功能與神經(jīng)發(fā)育

2025年8月14日，日本學(xué)者在Science期刊上發(fā)表了題名為“Cross-species implementation of an innate courtship behavior by manipulation of the sex-determinant gene”的研究論文，此研究通過(guò)果蠅行為比較與神經(jīng)遺傳學(xué)操作，揭示了雄性特異性求偶饋贈(zèng)行為的神經(jīng)機(jī)制。

研究發(fā)現(xiàn)，僅存在于D. subobscura中的求偶行為（雄性向雌性反哺食物）依賴(lài)于雄性決定因子FruM在胰島素樣肽分泌細(xì)胞（IPCs）及其下游運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元中的表達(dá)。實(shí)驗(yàn)表明，敲除D. subobscura雄性IPCs中的FruM會(huì)抑制神經(jīng)突生長(zhǎng)并取消饋贈(zèng)行為；而在本不具該行為的D. melanogaster中異位表達(dá)FruM，可誘導(dǎo)IPC神經(jīng)突過(guò)度生長(zhǎng)并形成功能突觸，顯著增加反哺行為。這表明FruM在IPC中的獲得性表達(dá)是祖先種演化出求偶饋贈(zèng)行為的關(guān)鍵基礎(chǔ)。

DOI：10.1126/science.adp5831

2、前視下丘腦EP3R神經(jīng)元構(gòu)成身體發(fā)熱和低溫代謝的雙向開(kāi)關(guān)

2025年5月28日，美國(guó)、巴西以及意大利學(xué)者聯(lián)合在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Preoptic EP3R neurons constitute a two-way switch for fever and torpor”的研究論文，研究揭示了前視下丘腦正中核（MnPO）中表達(dá)前列腺素EP3受體（EP3R）的神經(jīng)元群體在體溫調(diào)節(jié)中的核心作用。

這些神經(jīng)元構(gòu)成一個(gè)雙向調(diào)控開(kāi)關(guān)：抑制MnPO-EP3R神經(jīng)元會(huì)引發(fā)持續(xù)發(fā)熱，而激活它們（通過(guò)化學(xué)遺傳或光遺傳手段）即使僅短暫刺激，也可導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間的低溫反應(yīng)（類(lèi)似蟄伏狀態(tài)）。其機(jī)制可能與細(xì)胞內(nèi)cAMP和鈣離子濃度長(zhǎng)時(shí)間（數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)）維持升高有關(guān)。該群體同時(shí)參與蟄伏代謝（torpor）和發(fā)熱反應(yīng)，是機(jī)體在寒冷和食物短缺環(huán)境中維持生存的關(guān)鍵神經(jīng)基礎(chǔ)。

DOI：10.1038/s41586-025-09056-1

3、靈長(zhǎng)類(lèi)背外側(cè)前額葉46區(qū)功能障礙影響動(dòng)機(jī)與焦慮

2025年8月21日，英國(guó)學(xué)者在Science期刊上發(fā)表了題名為“Dysfunction in primate dorsolateral prefrontal area 46 affects motivation and anxiety”的研究論文，研究揭示了獼猴背外側(cè)前額葉皮層（dlPFC）區(qū)域46在情緒調(diào)節(jié)中的因果作用及神經(jīng)機(jī)制。

研究發(fā)現(xiàn)，僅左側(cè)dlPFC區(qū)域46的失活會(huì)降低食欲動(dòng)機(jī)并增強(qiáng)威脅反應(yīng)，該效應(yīng)通過(guò)其對(duì)前膝下扣帶回區(qū)域32（area 32）的投射介導(dǎo)。抗抑郁藥氯胺酮能夠通過(guò)作用于胼胝體下扣帶回區(qū)域25（area 25），阻斷上述缺陷。這些結(jié)果揭示了一個(gè)由dlPFC區(qū)域46主導(dǎo)的前額葉整合網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)通過(guò)不同下游靶區(qū)分別調(diào)控正負(fù)情緒，為理解難治性抑郁和焦慮的癥狀機(jī)制及非侵入性神經(jīng)調(diào)控治療提供了關(guān)鍵理論基礎(chǔ)。

DOI：10.1126/science.adx4142

4、生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)監(jiān)督預(yù)訓(xùn)練機(jī)制

2025年6月18日，美國(guó)學(xué)者在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Unsupervised preraining in biological neural networks”的研究論文，研究通過(guò)同時(shí)記錄小鼠初級(jí)視覺(jué)皮層（V1）和高級(jí)視覺(jué)區(qū)（HVAs）大量神經(jīng)元活動(dòng)，探究感知學(xué)習(xí)背后的神經(jīng)機(jī)制。

研究發(fā)現(xiàn)，在執(zhí)行視覺(jué)任務(wù)的小鼠中，神經(jīng)可塑性變化與其行為學(xué)習(xí)表現(xiàn)相關(guān)；然而，這些神經(jīng)變化在僅接受無(wú)獎(jiǎng)勵(lì)刺激暴露的小鼠中同樣出現(xiàn)，表明該過(guò)程主要由無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)。此類(lèi)可塑性遵循視覺(jué)（而非空間）學(xué)習(xí)規(guī)則，且在內(nèi)側(cè)HVAs中最顯著。僅在任務(wù)學(xué)習(xí)組中，HVAs前部出現(xiàn)獎(jiǎng)勵(lì)預(yù)測(cè)信號(hào)，可能參與監(jiān)督學(xué)習(xí)。神經(jīng)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)可加速后續(xù)任務(wù)學(xué)習(xí)，該預(yù)測(cè)得到行為實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

DOI：10.1038/s41586-025-09180-y

5、延長(zhǎng)掃描時(shí)長(zhǎng)可提升全腦關(guān)聯(lián)研究的預(yù)測(cè)效能并降低成本

2025年7月16日，多個(gè)國(guó)家包括新加坡、英國(guó)、美國(guó)、中國(guó)、德國(guó)、加拿大以及澳大利亞的學(xué)者聯(lián)合在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Longer scans boost prediction and cut costs in brain-wide association studies”的研究論文，研究通過(guò)理論建模和九大靜息/任務(wù)態(tài)fMRI數(shù)據(jù)集（涵蓋76種表型）的系統(tǒng)分析，揭示了全腦關(guān)聯(lián)研究（BWAS）中掃描時(shí)長(zhǎng)與樣本量對(duì)表型預(yù)測(cè)精度的聯(lián)合影響。

研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)測(cè)精度隨總掃描時(shí)長(zhǎng)（樣本量×每人掃描時(shí)間）增加而提升。當(dāng)單次掃描≤20分鐘時(shí)，精度與總時(shí)長(zhǎng)對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系，此時(shí)樣本量與掃描時(shí)長(zhǎng)可相互替代；但樣本量更為重要�？紤]每位被試的額外成本（如招募）后，延長(zhǎng)掃描時(shí)間比擴(kuò)大樣本量更具成本效益：10分鐘掃描效率低下，最優(yōu)掃描時(shí)間至少為20分鐘，30分鐘掃描平均可節(jié)省22%成本，且掃描時(shí)間不足比過(guò)量更不利。任務(wù)態(tài)fMRI的最優(yōu)掃描時(shí)間短于靜息態(tài)，而皮層下至全腦分析則需更長(zhǎng)。研究建議采用至少30分鐘掃描，并通過(guò)在線計(jì)算器（https://thomasyeolab.github.io/OptimalScanTimeCalculator/index.html）為未來(lái)研究設(shè)計(jì)提供實(shí)證參考。

DOI：10.1038/s41586-025-09250-1

6、動(dòng)態(tài)基底節(jié)輸出信號(hào)對(duì)前肢運(yùn)動(dòng)的許可與抑制機(jī)制

2025年5月28日，瑞士以及美國(guó)的學(xué)者聯(lián)合在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Dynamic basal ganglia output signals license and suppress forelimb movements”的研究論文，研究通過(guò)對(duì)小鼠黑質(zhì)網(wǎng)狀部（SNr）基底節(jié)輸出神經(jīng)元的研究，揭示了其在精細(xì)前肢運(yùn)動(dòng)控制中的動(dòng)態(tài)編碼機(jī)制。

研究發(fā)現(xiàn)，單個(gè)SNr神經(jīng)元表現(xiàn)出高度特異且雙向的放電變化：特定運(yùn)動(dòng)伴隨放電暫停，而其他運(yùn)動(dòng)則伴隨放電增加，在群體水平上覆蓋了整個(gè)行為過(guò)程。結(jié)合光遺傳學(xué)與下游腦干神經(jīng)元同步記錄，研究證實(shí)：SNr神經(jīng)元的暫停和增加放電分別功能性地介導(dǎo)下游運(yùn)動(dòng)的釋放與抑制。這些結(jié)果挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)認(rèn)為基底節(jié)僅通過(guò)暫停放電釋放運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)，表明其輸出信號(hào)具有高度特異性、時(shí)序精確性和雙向性。研究者提出新模型：基底節(jié)輸出神經(jīng)元通過(guò)動(dòng)態(tài)放電模式，向下游環(huán)路提供顆�；�、雙向的運(yùn)動(dòng)特異性信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)程序的精確釋放和抑制。

DOI：10.1038/s41586-025-09066-z

7、生命早期高果糖攝入損害小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬功能與神經(jīng)發(fā)育

2025年6月11日，美國(guó)以及英國(guó)的學(xué)者聯(lián)合在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Early life high fructose impairs microglial phagocytosis and neurodevelopment”的研究論文，研究揭示了生命早期高果糖攝入通過(guò)影響小膠質(zhì)細(xì)胞功能進(jìn)而損害神經(jīng)發(fā)育的機(jī)制。

研究發(fā)現(xiàn)，母鼠或新生鼠暴露于高果糖環(huán)境后，其小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬活性顯著降低。特異性敲除小膠質(zhì)細(xì)胞上的高親和力果糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT5（SLC2A5）可完全逆轉(zhuǎn)此吞噬功能障礙，表明果糖通過(guò)GLUT5直接作用于小膠質(zhì)細(xì)胞。機(jī)制上，高果糖促進(jìn)GLUT5依賴(lài)性果糖攝取和代謝，生成果糖-6-磷酸，誘導(dǎo)線粒體定位的己糖激酶2增多，導(dǎo)致小膠質(zhì)細(xì)胞代謝重編程并進(jìn)入低吞噬狀態(tài)。行為上，新生期高果糖暴露引發(fā)青春期焦慮樣行為，而這一效應(yīng)在GLUT5缺陷小鼠中被消除。該研究為早期高果糖攝入與青春期焦慮障礙風(fēng)險(xiǎn)增加之間的流行病學(xué)關(guān)聯(lián)提供了機(jī)制性解釋。

DOI：10.1038/s41586-025-09098-5