4月29日, 《自然-神经科学》期刊( Nature Neuroscience )在线发表了题为《后顶叶皮层在信息归类感知抉择中的因果性作用》的研究论文,该研究由中国科学院神经科学研究所、脑科学与智能技术卓越创新中心、神经科学国家重点实验室徐宁龙研究组完成。该研究从一个创新的角度解答了一个具有广泛争议的科学问题:后顶叶皮层及相关神经环路在抉择过程中发挥什么作用。选择性指数( selectivity index , SI )基于ROC分析, SI > 0表示偏好测试声音刺激, SI< 0表示偏好训练声音刺激。
视网膜遗传性疾病的发生,会导致患者视觉损伤,严重影响了患者的生活质量。其切割基因组之后一般会发生两种DNA修复途径:非同源末端连接( NHEJ )和同源重组修复( HDR ) 。由于HDR可以精准的把错误基因根据模板修复为正确的序列,因此其具有更为优秀的治疗遗传性疾病的潜力。直接基因编辑修复受遗传突变影响器官的成体细胞,可以在定点的恢复受累器官功能的同时又不触及生殖细胞,是安全有效地基因编辑治疗遗传疾病的策略。然而自然发生的HDR修复依赖于细胞有丝分裂,对于出生后失去分裂能力的多种体细胞(例如感光细胞)来说, HDR发生效率极低,难以实现在体基因修复。
4月1日, 《大脑》杂志在线发表了题为《重新激活无义介导的mRNA降解通路可有效对抗C9orf72双肽重复序列的神经毒性》的研究论文。该项研究揭示了导致部分肌萎缩性侧索硬化症( ALS )的新机制,证实了激活无义介导的mRNA降解通路可以作为治疗ALS的新策略,并发现了一种现有的用于治疗哮喘的药物有可能成为治疗ALS的新药。该研究工作由中科院神经科学研究所、神经科学国家重点实验室徐进研究组完成。通过过表达NMD核心基因UPF1或给予NMD激活剂Tranilast处理重新激活NMD通路后具有神经保护作用(下排) 。
而微观水平上神经元电活动的异常,与抑郁症、帕金森病、精神分裂症及阿尔兹海默症等一系列神经系统疾病密切关联。要理解大脑的工作机制以及脑疾病的致病机理,必须精确掌握神经元的电活动信息,因此依赖于活体神经信息分析技术的发展。然而,传统的刚性硅基或金属微电极在手术植入柔软的脑组织后,由于尺寸和力学性能的巨大差异,使得电极与脑组织之间发生相对微移动并引起炎症反应,导致刚性微电极难以对神经电信号进行长期稳定读取。该项研究得到国家自然科学基金重大项目“帕金森综合症的神经分析化学基础研究” 、中科院先导B项目“脑认知与类脑前沿研究” 、和上海市市级科技重大专项“全脑神经联接图谱与克隆猴模型计划”的支持。
2019年3月1日, 《科学》发表了一篇名为《胞嘧啶单碱基编辑会导致大量单核苷酸突变的脱靶》的研究论文。该研究由中国科学院神经科学研究所(中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心) 、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室、中国科学院灵长类神经生物学重点实验室杨辉研究组与中国科学院上海营养与健康研究所隶属的计算生物学研究所(中国科学院-马普。此研究显著提高了基因编辑技术脱靶检测的敏感性,并且可以在不借助于任何脱靶位点预测技术的情况下发现之前的脱靶检测手段无法发现的完全随机的脱靶位点,为基因编辑工具的安全性评估带来了突破性的新工具,有望成为新的行业检测标准。
2月19日, 《美国科学院院刊》期刊在线发表了题为《狨猴初级听皮层音频频率编码神经元空间分布特性》的研究论文。该研究由中国科学院神经科学研究所(中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心) 、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室、中国科学院灵长类神经生物学重点实验室蒲慕明研究组完成。蒲慕明研究组使用活体双光子钙成像技术,研究了狨猴初级听皮层神经元群体中单个神经元被纯音诱发的反应。该研究提示,在语音交流丰富的狨猴初级听觉皮层,这种精细的具有相近频率响应分布的皮层组织结构,可能对其自然声音的高效编码是非常重要的,该项研究结果为进一步在神经环路水平上研究狨猴初级听皮层的编码机制奠定了基础。
2月18日, 《神经科学杂志》期刊在线发表了题为《随着光流:真实光流运动向错觉光流运动转换的脑神经机制》的研究论文。该研究由中科院神经科学研究所、脑科学与智能技术卓越创新中心、神经科学国家重点实验室和中科院灵长类神经生物学重点实验室视知觉脑机制研究组完成。光流运动( Flow motion )视觉错觉包括旋转错觉,收缩和扩张错觉以及螺旋运动错觉。结合心理物理实验和脑功能核磁成像技术,该研究组通过与同一研究所其它课题组的前期合作,首先揭示了旋转运动错觉的表征区域问题,他们发现编码真实旋转运动的人内颞上区( MST )也能够编码错觉旋转运动( Pan et al . , 2016 .
自然界中大部分生物,从简单的单细胞生物,到复杂的哺乳动物,都拥有按时间节奏调节自身活动的本领,称之为生物节律。生物节律是生物体内在的时间控制系统,是生物体内多种生理学和生物化学过程波动的基础。生物节律系统在维持机体内在的生理功能(如睡眠/觉醒系统、体温、代谢和器官功能等) 、适应环境的变化等方面扮演着重要角色。生物节律紊乱与睡眠障碍、神经退行性疾病(如阿尔茨海默病) 、精神类疾病(如抑郁症) 、糖尿病、肿瘤、以及心血管等疾病密切相关。该成果的应用有助于缩短药物研发周期,提高药物研发成功率,必将极大地促进生命科学和医学的发展,加快我国新药创制与研发的进程。