中腦黑質(zhì)的結(jié)構損傷影響帕金森患者的序列工作記憶

人們每天都要處理大量的序列信息，談話時要決定先說什么后說什么，干活時要決定先做什么后做什么。在健康成人的大腦中，序列信息的加工由前額葉—基底節(jié)網(wǎng)絡負責，其中基底節(jié)包括紋狀體、蒼白球和丘腦底核等重要結(jié)構。與健康對照者相比，帕金森患者的中腦黑質(zhì)致密部神經(jīng)黑色素高信號區(qū)域顯著減小，說明患者中腦黑質(zhì)致密部的結(jié)構受損。為了探索帕金森病序列工作記憶損傷的深層機制，研究人員利用磁共振成像技術，檢測了29例帕金森患者和29例健康對照者的中腦黑質(zhì)致密部神經(jīng)黑色素高信號區(qū)域的面積，同時，檢測了他們在數(shù)字序背任務中的行為表現(xiàn)和腦部活動。在數(shù)字序背任務中，與健康對照者相比，帕金森患者的丘腦底核激活過高，紋狀體和蒼白球激活不足，中腦黑質(zhì)與丘腦底核、紋狀體和蒼白球的功能連接減弱。帕金森患者的中腦黑質(zhì)致密部神經(jīng)黑色素高信號區(qū)域越小，與序列加工有關的紋狀體激活程度越弱，加工序列信息的能力也越差。臨床常用的抗帕金森藥物如多巴胺受體激動劑，雖然可以調(diào)節(jié)丘腦底核的激活，卻不能有效提高帕金森患者的序列加工能力。這項研究為治療帕金森病提供了新的思路。（The Journal of Neuroscience, 41(29):6304-6313）

視網(wǎng)膜中存在警報專線

大腦的視覺系統(tǒng)使我們感知到外部的視覺環(huán)境。同時，視覺系統(tǒng)還具有其他更加保守的功能，例如感受晝夜節(jié)律、調(diào)控情緒以及介導一些本能行為等。組合編碼是傳統(tǒng)視覺感知的編碼方式，可以為大腦提供清晰而完整的圖像，但是這種方式具有反應時間慢、處理信息冗余等缺點。擔當保守功能的視覺系統(tǒng)中具有另外一種快速編碼的方式，可通過一條警報專線將特定關鍵信息快速傳遞給大腦并觸發(fā)行為。視網(wǎng)膜中一類非常保守的神經(jīng)節(jié)細胞是這一警報專線的開端。這類名為瞬時撤光型α細胞的神經(jīng)節(jié)細胞具有巨大的胞體和寬廣的樹突叢，使它們像雷達天線一樣可以大面積地搜索視野中的信息。同時，它們通過粗壯的軸突將電信號傳送到大腦。此類細胞可以編碼逼近視覺刺激的大小，一旦被激活，就能通過動作電位的頻率報告給大腦：危險正在靠近！通過轉(zhuǎn)基因小鼠，可以將這類細胞“點亮”，讓它在眾多的細胞中脫穎而出，更容易被研究人員看到。實驗發(fā)現(xiàn)：如果偽造信號，即使沒有實實在在的危險，激活的α細胞也會讓大腦信以為真，快速控制小鼠做出逃跑或者僵直的防御行為來保命。相反，如果人為地讓此類細胞沉默，使其在看到危險刺激時也發(fā)不出警報信號，那么再給予小鼠逼近的視覺刺激時，小鼠竟然和沒看到危險一樣，還是閑庭漫步地游蕩，沒有一點害怕的感覺。通過對轉(zhuǎn)基因小鼠視覺系統(tǒng)的研究，可以建立人類視覺感知的模型。（Current Biology, 31(11): 2263-2273.e3）

古線粒體全基因組研究解密山東人群演化史

近日，國內(nèi)首次對山東地區(qū)人群母系遺傳歷史進行了長時間跨度、廣地理尺度的研究。研究團隊利用高效的古DNA捕獲技術，獲得了距今9500—1800年前的山東地區(qū)12個古代遺址的86條線粒體全基因組序列。這些古代樣本在地理上分布在山東的內(nèi)陸和沿海地區(qū)，時間跨度近7700年。根據(jù)分子方差分析法（Analysis of molecular variance）檢測出來的不同時間段的人群間的差異，山東地區(qū)的人群可以分為距今約9500—4600年前的早期人群和距今約4600—1800年前的晚期人群。在早于4600年前的樣本中發(fā)現(xiàn)了在現(xiàn)今東亞南、北方人群中常見的單倍體群D4、D5、B4c1和B5b2，即早期山東人群已經(jīng)擁有了東亞南方和北方人群的母系遺傳特點。相較早期山東人群，晚期山東人群中新增了多種線粒體單倍體群。這些都暗示：在龍山文化時期及之后的山東地區(qū)古代人群受到了其他地區(qū)人群的影響，這些影響豐富了山東地區(qū)人群母系遺傳結(jié)構的多樣性。從距今約3100年前開始，山東的沿海和內(nèi)陸地區(qū)的人群也可能發(fā)生了基因互動，比如共享了線粒體單倍體群M8和A，導致了從距今3100年前開始山東地區(qū)沿海和內(nèi)陸的人群間母系遺傳結(jié)構的差異大幅降低。而通過構建B5b2支系的系統(tǒng)發(fā)育樹和計算B5b2支系下各單倍體型的分歧時間可知：在B5b2支系下，距今約9500年前的扁扁洞個體、距今5500—5300年前的北阡遺址個體，可能與該譜系的某些東亞人群和北亞人群的祖先有關，即B5b2這一支系人群很有可能是從山東地區(qū)向外部地區(qū)進行擴散的。（Science Bulletin,66(11): 1129-1135）