华人学者Nature发表重要研究成果

　　

生物通报道：钙离子是一种机体中普遍存在的信号分子，参与了细胞的多种生命活动，在整个神经系统的信号传递中发挥着重要的作用。日前，科学家们在小鼠学习的时候成像了大脑中的钙离子峰（calcium ion spikes），展示了大脑编码和储存信息的神秘过程。

纽约大学的科学家们让小鼠学习不同的运动技能，同时跟踪树枝状神经分支中的神经活性。他们发现，树突中的钙离子峰生成呈现出一种“闪电”模式，这种钙离子峰与神经元连接的增强或削弱有关，是大脑学习新信息的标志。这项研究发表在三月三十日的Nature杂志上，文章的资深作者是纽约大学Langone医学中心的华人学者Wen-Biao Gan教授，他长期致力于研究学习和记忆的机制。

“大脑能够在人的一生中持续储存新信息，同时不扰乱之前获得的记忆，我们一直想搞清楚这其中的原因。现在我们知道，神经分支的钙升高（calcium spike）模式是大脑编码和储存大量信息的关键。” （延伸阅读：Nature封面文章：是谁限制了我们的学习能力）

文章的第一作者Joseph Cichon指出，这项研究为人们提供了重要的启示，有助于理解一些疾病背后的神经回路问题，比如自闭症和精神分裂症。下一步，研究人员将会对这些大脑疾病的动物模型进行研究，看看其钙离子峰是否存在异常。

研究人员让小鼠学习了两种不同的运动技能，即在小鼠跑步机上正向跑和反向跑。值得注意的是，学习不同运动技能在大脑细胞的树突中诱发了完全不同的活动模式。神经分支中的这些“闪电”会进一步触发链式反应，改变神经元连接的强度。

除此之外，这项研究还在大脑中鉴定了一类独特的细胞，这些细胞控制着“闪电”出现的位置。如果研究人员关闭这些细胞，就会破坏大脑的“闪电”生成模式，导致小鼠最终丧失刚刚学到的信息。

 

生物通编辑：叶予

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