近日,，國際著名雜志《自然—神經(jīng)學(xué)》（Nature Neuroscience）在線刊登了中科院上海生命科學(xué)研究院神經(jīng)研究所,，加州大學(xué)伯克利分校等處的研究人員的最新研究成果“Activity recall in a visual cortical ensemble，”,，文章中,，作者分析了視覺皮層中的回憶激發(fā)，這為更深入了解記憶時(shí)序性提供了重要信息,。
文章的通訊作者是神經(jīng)研究所著名的神經(jīng)生物學(xué)家蒲慕明院士,，他的研究組主要從事軸突導(dǎo)向和突觸可塑性的分子與細(xì)胞機(jī)制研究，曾發(fā)現(xiàn)在發(fā)育生長(zhǎng)中的軸突能夠釋放神經(jīng)遞質(zhì),；神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子對(duì)突觸有急性增強(qiáng)作用,；開辟了突觸可塑性與神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的關(guān)系這一新的研究領(lǐng)域等一系列成果，發(fā)表了多篇有關(guān)膜生物物理,、突觸生理,、發(fā)育神經(jīng)生物學(xué)等方面的研究論文。
由大腦高等區(qū)域主導(dǎo)的按學(xué)習(xí)時(shí)間順序的線索提示記憶是一種重要的認(rèn)知功能,，在這篇文章中,，研究人員通過對(duì)麻醉和清醒的大鼠進(jìn)行了追蹤分析，發(fā)現(xiàn)利用一個(gè)能激發(fā)初級(jí)視覺皮層神經(jīng)元（primary visual cortex (V1) neurons）順序激發(fā)的移動(dòng)點(diǎn),，進(jìn)行反復(fù)刺激之后,，研究人員只需要用這一運(yùn)動(dòng)途徑中起始點(diǎn)的短暫閃光，就能激發(fā)大鼠的順序激發(fā)模式,，再現(xiàn)這一移動(dòng)點(diǎn)的激活順序,。
由此研究人員認(rèn)為回憶激發(fā)順序的速度也許比運(yùn)動(dòng)速度更能反映神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部動(dòng)力學(xué)。在一只清醒大鼠中,，研究人員可以在“synchronized”（非常清醒）的大腦狀態(tài)下,，觀察到這樣的回憶。
這一研究表明初級(jí)視覺皮層集合的條件加強(qiáng)型,，線索激發(fā)的順序激發(fā),，也許是大腦狀態(tài)依賴性模式中經(jīng)驗(yàn)型知覺推理的分子基礎(chǔ)。
蒲教授研究組得了不少重要的成果,，去年Nature雜志還曾刊登了長(zhǎng)篇報(bào)道,，詳細(xì)記述了蒲慕明教授的科研之路,，及其為中國的神經(jīng)科學(xué)發(fā)展所作出的貢獻(xiàn)，稱蒲慕明教授為中國神經(jīng)科學(xué)發(fā)展促進(jìn)者,。這無疑是對(duì)蒲慕明教授國內(nèi)神經(jīng)科學(xué)發(fā)展事業(yè)的一種肯定,。
去年蒲教授研究組還在Nature上發(fā)表評(píng)論文章，對(duì)全球60個(gè)國家的422位學(xué)者做了2輪問卷調(diào)查和篩選,，最終確定了目前有關(guān)精神,、神經(jīng)和物質(zhì)使用（MNS）障礙的前40位巨大挑戰(zhàn)（巨大挑戰(zhàn)的定義為：一種特異性障礙，若去除將有助于解決一個(gè)重大健康問題）,。精神分裂癥,、抑郁、癲癇,、癡呆,、酒精依賴及其他MNS障礙構(gòu)成了全球疾病負(fù)擔(dān)的13%，超過了心血管疾病和腫瘤,。但在全球范圍內(nèi),，MNS障礙均缺乏有效預(yù)防與治療,，為此,，全球精神健康巨大挑戰(zhàn)倡議確認(rèn)了未來10年針對(duì)MNS障礙的研究重點(diǎn)，以及25項(xiàng)目挑戰(zhàn),。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1038/nn.3036
PMC:
PMID:
Activity recall in a visual cortical ensemble
Shengjin Xu,1, 2, 5 Wanchen Jiang,1, 2, 5 Mu-ming Poo1, 3 & Yang Dan3, 4
Cue-triggered recall of learned temporal sequences is an important cognitive function that has been attributed to higher brain areas. Here recordings in both anesthetized and awake rats demonstrate that after repeated stimulation with a moving spot that evoked sequential firing of an ensemble of primary visual cortex (V1) neurons, just a brief flash at the starting point of the motion path was sufficient to evoke a sequential firing pattern that reproduced the activation order evoked by the moving spot. The speed of recalled spike sequences may reflect the internal dynamics of the network rather than the motion speed. In awake rats, such recall was observed during a synchronized ('quiet wakeful') brain state having large-amplitude, low-frequency local field potential (LFP) but not in a desynchronized ('active') state having low-amplitude, high-frequency LFP. Such conditioning-enhanced, cue-evoked sequential spiking of a V1 ensemble may contribute to experience-based perceptual inference in a brain state–dependent manner.
