“為破解社交識別障礙做點事” 2019-11-15 18:28

  作為國家在科學技術方面的最高學術機構和全國自然科學與高新技術的綜合研究與發展中心,建院以來,中國科學院時刻牢記使命,與科學共進,與祖國同行,以國家富強、人民幸福為己任,人才輩出,碩果累累,為我國科技進步、經濟社會發展和做出了不可替代的重要貢獻。/ 更多簡介 +

  中國科學技術大學(簡稱“中科大”)于1958年由中國科學院創建于北京,1970年學校遷至安徽省合肥市。中科大堅持“全院辦校、所系結合”的辦學方針,是一所以前沿科學和高新技術為主、兼有特色管理與人文學科的研究型大學。

  中國科學院大學(簡稱“國科大”)始建于1978年,其前身為中國科學院研究生院,2012年更名為中國科學院大學。國科大實行“科教融合”的辦學體制,與中國科學院直屬研究機構在管理體制、師資隊伍、培養體系、科研工作等方面共有、共治、共享、共贏,是一所以研究生教育為主的獨具特色的研究型大學。

  上??萍即笱В虺?ldquo;上科大”),由上海市人民政府與中國科學院共同舉辦、共同建設,2013年經教育部正式批準。上科大秉持“服務國家發展戰略,培養創新創業人才”的辦學方針,實現科技與教育、科教與產業、科教與創業的融合,是一所小規模、高水平、國際化的研究型、創新型大學。

  梁璟和郭建友團隊合作的科研結果展示了海馬中間神經元在社交記憶中的角色,有助于人們進一步理解社交記憶的神經機制,并為精神疾病中常見的社交識別障礙提供可能的解釋。

  小時候我們常常被告知,不要和陌生人說話、吃陌生人給的東西、隨便跟陌生人走。由此可見,區別陌生人,是一件對我們的生存和社交非常重要的社會行為。那么,大腦究竟是如何將陌生人和熟悉的人區分開的呢?這種社會行為的神經機制是什么呢?

  “這是由社交記憶來實現的。”10月28日,中國科學院心理研究所副研究員梁璟和研究員郭建友圍繞社交記憶展開研究,向《中國科學報》介紹了科研團隊最新的研究進展以及潛在的應用。

  2015年,基于一項國家級科研項目,梁璟和郭建友帶領學生組成研究團隊,開始圍繞自閉癥的核心癥狀展開研究工作。合作近一年時間,研究開展得并不太順利。郭建友回憶道:“我們依照自閉癥模型,對小鼠開展實驗,發現結果并不樂觀。”

  2016年,一篇關于社交記憶的論文發表在《科學》上,引起了研究團隊的關注。論文作者是1987年諾貝爾生理學或醫學獎得主——日本生物學家利根川進,文章提到,腹側海馬—伏隔核的谷氨酸投射在社交記憶的形成和存儲中具有重要作用。

  “看到這篇文章,我們很高興,因為我們剛好開始研究社交相關的一些科學問題。”梁璟曾看到一些報告提出,中間類型的γ—氨基丁酸(GABA)神經元對于這種投射類的谷氨酸神經元具有廣泛而復雜的調節作用,比如構成局部微環路調節的谷氨酸神經元的活性。

  這篇論文給予團隊很好的啟發。“當時腹側海馬中間神經元在社交領域的研究是沒有的。”于是,研究團隊覺得有必要更換研究內容,轉而研究腹側海馬的Parvalbumin陽性中間神經元(以下簡稱PV神經元)。

  與此同時,國內外也有同行在圍繞社交記憶展開研究,梁璟例舉了浙江大學教授羅建紅團隊于2018年發表的一篇文章,證明了PV神經元調控的伽馬振蕩在社交記憶中的作用。“羅建紅團隊研究的是另外一個腦區——前額葉皮層,其研究工作說明了中間神經元在其中的重要性。”梁璟說,“對比同行,我們在這方面的研究是剛剛起步,并找到了一點感覺,還有很多工作需要做扎實。”

  “在我們研究小組里,我在焦慮抑郁的干預方面做了一些研究,梁璟主要從事認知方面的研究,學生鄧瀟斐以社會行為研究為主,另一名學生王星玥以行為靈活性研究為主。”郭建友說,“我們幾乎每天都會開展交流討論,希望將各自的知識技術有效地交叉應用。”

  換了新的研究方向,進展也快了很多。團隊研究發現,如果選擇性地阻斷腹側海馬CA1區域的PV神經元的突觸傳遞,會干擾小鼠對熟悉動物和陌生動物的辨別。進一步的光遺傳實驗發現,這一紊亂主要發生在社交記憶的提取階段,如果主動用光遺傳來興奮PV神經元,會導致小鼠將熟悉的同類錯當成陌生的同類。

  由此可見,PV神經元在社交記憶的提取/再認階段中起了重要作用,其活動是動物分辨熟悉/陌生同類,尤其是將陌生同類從群體中識別出來的重要機制。得出這樣的結論后,團隊決定將文章投遞出去。

  “2018年11月,我們選擇了《美國科學院院報》(PNAS)投稿。”梁璟說,“PNAS以嚴謹性和創新性科學研究而著稱,前期需要編輯團隊和美國科學院院士團隊進行初審,這個過程我們等了一個多月,收到修改意見后,還需要用轉基因動物做實驗,而動物的繁殖需要時間,留給我們的修改時間就非常緊張了。”

  考慮到PNAS不太支持多次修改,研究團隊商量后,決定申請延期,希望一次修改到最好??斕窖悠詰慕馗迦棧故淺魷至俗純?,鄧瀟斐生病了,但還有一點數據沒有整理完,團隊不得不申請第二次延期。

  “編輯們都很友好,同意了二次延期,還對我們團隊生病成員表示慰問。”梁璟說,雖然每個團隊都會遇到各種問題,但在這個過程中我們學到了很多。

  動物和人類的生存、繁衍、進化離不開社會交往,而這個交往過程自然會形成社交記憶,人們會根據這些曾經的記憶信息,在社會活動中采取恰當的行為。

  梁璟以實驗小鼠舉例,當主試小鼠遇到陌生小鼠的時候,它會表現出更多的探索行為,這可能是一個試探是否安全和獲得獎賞的過程。這些是從生理角度看社交記憶,有生理就有病理,比如自閉癥、阿爾茨海默病、精神癥等,這些疾病中也存在社交記憶的問題,甚至是核心癥狀。

  2018年,美國政府主導的三項調查指出,每40個美國兒童中約有一個患自閉癥。當前,隨著老齡化問題愈加嚴重,阿爾茨海默病得到越來越多的社會關注。“這些精神類疾病發生率較高,會造成比較嚴重的家庭和社會問題。”梁璟說。

  此前,來自動物和人類的研究表明,海馬在情景記憶的各個加工階段都扮演重要角色。情景記憶包括四個基本要素:時間、地點、人物、事件,而社交記憶作為情景記憶的重要組成部分之一,提供了關于“人物”的關鍵信息,也與海馬有著密不可分的聯系。

  與此同時,社交記憶障礙也是精神疾病中常見的表型,比如阿爾茨海默病、自閉癥都存在社交記憶障礙。以往研究表明,精神疾病中普遍存在的PV神經元缺陷可能是導致社交記憶障礙的潛在原因,但PV神經元是如何影響社交記憶的、作用于哪一個記憶加工階段,還不得而知。

  梁璟和郭建友團隊合作的科研結果展示了海馬中間神經元在社交記憶中的角色,有助于人們進一步理解社交記憶的神經機制,并為精神疾病中常見的社交識別障礙提供可能的解釋。

  梁璟透露,未來,他們還需要在腹側海馬PV神經元的具體工作模式上做一些探索,也會考慮一些疾病模型的應用。此外,兩支團隊還會在更多的領域開展合作研究,努力為破解社交識別障礙做點事情。

  梁璟和郭建友團隊合作的科研結果展示了海馬中間神經元在社交記憶中的角色,有助于人們進一步理解社交記憶的神經機制,并為精神疾病中常見的社交識別障礙提供可能的解釋。

  小時候我們常常被告知,不要和陌生人說話、吃陌生人給的東西、隨便跟陌生人走。由此可見,區別陌生人,是一件對我們的生存和社交非常重要的社會行為。那么,大腦究竟是如何將陌生人和熟悉的人區分開的呢?這種社會行為的神經機制是什么呢?

  “這是由社交記憶來實現的。”10月28日,中國科學院心理研究所副研究員梁璟和研究員郭建友圍繞社交記憶展開研究,向《中國科學報》介紹了科研團隊最新的研究進展以及潛在的應用。

  2015年,基于一項國家級科研項目,梁璟和郭建友帶領學生組成研究團隊,開始圍繞自閉癥的核心癥狀展開研究工作。合作近一年時間,研究開展得并不太順利。郭建友回憶道:“我們依照自閉癥模型,對小鼠開展實驗,發現結果并不樂觀。”

  2016年,一篇關于社交記憶的論文發表在《科學》上,引起了研究團隊的關注。論文作者是1987年諾貝爾生理學或醫學獎得主——日本生物學家利根川進,文章提到,腹側海馬—伏隔核的谷氨酸投射在社交記憶的形成和存儲中具有重要作用。

  “看到這篇文章,我們很高興,因為我們剛好開始研究社交相關的一些科學問題。”梁璟曾看到一些報告提出,中間類型的γ—氨基丁酸(GABA)神經元對于這種投射類的谷氨酸神經元具有廣泛而復雜的調節作用,比如構成局部微環路調節的谷氨酸神經元的活性。

  這篇論文給予團隊很好的啟發。“當時腹側海馬中間神經元在社交領域的研究是沒有的。”于是,研究團隊覺得有必要更換研究內容,轉而研究腹側海馬的Parvalbumin陽性中間神經元(以下簡稱PV神經元)。

  與此同時,國內外也有同行在圍繞社交記憶展開研究,梁璟例舉了浙江大學教授羅建紅團隊于2018年發表的一篇文章,證明了PV神經元調控的伽馬振蕩在社交記憶中的作用。“羅建紅團隊研究的是另外一個腦區——前額葉皮層,其研究工作說明了中間神經元在其中的重要性。”梁璟說,“對比同行,我們在這方面的研究是剛剛起步,并找到了一點感覺,還有很多工作需要做扎實。”

  “在我們研究小組里,我在焦慮抑郁的干預方面做了一些研究,梁璟主要從事認知方面的研究,學生鄧瀟斐以社會行為研究為主,另一名學生王星玥以行為靈活性研究為主。”郭建友說,“我們幾乎每天都會開展交流討論,希望將各自的知識技術有效地交叉應用。”

  換了新的研究方向,進展也快了很多。團隊研究發現,如果選擇性地阻斷腹側海馬CA1區域的PV神經元的突觸傳遞,會干擾小鼠對熟悉動物和陌生動物的辨別。進一步的光遺傳實驗發現,這一紊亂主要發生在社交記憶的提取階段,如果主動用光遺傳來興奮PV神經元,會導致小鼠將熟悉的同類錯當成陌生的同類。

  由此可見,PV神經元在社交記憶的提取/再認階段中起了重要作用,其活動是動物分辨熟悉/陌生同類,尤其是將陌生同類從群體中識別出來的重要機制。得出這樣的結論后,團隊決定將文章投遞出去。

  “2018年11月,我們選擇了《美國科學院院報》(PNAS)投稿。”梁璟說,“PNAS以嚴謹性和創新性科學研究而著稱,前期需要編輯團隊和美國科學院院士團隊進行初審,這個過程我們等了一個多月,收到修改意見后,還需要用轉基因動物做實驗,而動物的繁殖需要時間,留給我們的修改時間就非常緊張了。”

  考慮到PNAS不太支持多次修改,研究團隊商量后,決定申請延期,希望一次修改到最好??斕窖悠詰慕馗迦棧故淺魷至俗純?,鄧瀟斐生病了,但還有一點數據沒有整理完,團隊不得不申請第二次延期。

  “編輯們都很友好,同意了二次延期,還對我們團隊生病成員表示慰問。”梁璟說,雖然每個團隊都會遇到各種問題,但在這個過程中我們學到了很多。

  動物和人類的生存、繁衍、進化離不開社會交往,而這個交往過程自然會形成社交記憶,人們會根據這些曾經的記憶信息,在社會活動中采取恰當的行為。

  梁璟以實驗小鼠舉例,當主試小鼠遇到陌生小鼠的時候,它會表現出更多的探索行為,這可能是一個試探是否安全和獲得獎賞的過程。這些是從生理角度看社交記憶,有生理就有病理,比如自閉癥、阿爾茨海默病、精神癥等,這些疾病中也存在社交記憶的問題,甚至是核心癥狀。

  2018年,美國政府主導的三項調查指出,每40個美國兒童中約有一個患自閉癥。當前,隨著老齡化問題愈加嚴重,阿爾茨海默病得到越來越多的社會關注。“這些精神類疾病發生率較高,會造成比較嚴重的家庭和社會問題。”梁璟說。

  此前,來自動物和人類的研究表明,海馬在情景記憶的各個加工階段都扮演重要角色。情景記憶包括四個基本要素:時間、地點、人物、事件,而社交記憶作為情景記憶的重要組成部分之一,提供了關于“人物”的關鍵信息,也與海馬有著密不可分的聯系。

  與此同時,社交記憶障礙也是精神疾病中常見的表型,比如阿爾茨海默病、自閉癥都存在社交記憶障礙。以往研究表明,精神疾病中普遍存在的PV神經元缺陷可能是導致社交記憶障礙的潛在原因,但PV神經元是如何影響社交記憶的、作用于哪一個記憶加工階段,還不得而知。

  梁璟和郭建友團隊合作的科研結果展示了海馬中間神經元在社交記憶中的角色,有助于人們進一步理解社交記憶的神經機制,并為精神疾病中常見的社交識別障礙提供可能的解釋。

  梁璟透露,未來,他們還需要在腹側海馬PV神經元的具體工作模式上做一些探索,也會考慮一些疾病模型的應用。此外,兩支團隊還會在更多的領域開展合作研究,努力為破解社交識別障礙做點事情。