北京师范大学“百人”教授发表Nature Neuroscience文章

　　

生物通报道：来自北京师范大学，IDG/麦戈文脑科学研究院等处的研究人员发表了题为“A distinct entorhinal cortex to hippocampal CA1 direct circuit for olfactory associative learning”的文章，报道了直接侧向嗅觉联想学习所必需的神经环路。这项研究将有助于促进我们对于海马结构学习功能的了解。

这一研究成果公布在3月6日的Nature Neuroscience杂志上，文章的通讯作者是北京师范大学认知神经科学和学习国家重点实验室章晓辉教授，章教授博士毕业于中科院上海生理所神经生物学专业，其研究组主要研究方向为解析大脑皮层功能性环路的神经连接（突触）的局部规则，阐明与神经精神发育性疾病发生和发展相关的神经环路异常机制等。

大脑海马区是指人类大脑颞内侧以及腹侧卷曲的海马回及齿状区，人有两个海马，分别位于左右脑半球，是组成大脑边缘系统的一部分，担当着关于记忆以及空间定位的作用。名字来源于这个部位的弯曲形状貌似海马。在与学习记忆有关的脑区中，海马结构的作用显得特别突出，因此在阿兹海默病中，海马是首先受到损伤的区域，表现症状为记忆力衰退以及方向知觉的丧失。

这个结构可以分成CA1-CA3部位（或CA4，常称为hilus区并被认为是齿状回的一部分），以及脑下脚。之前的研究表明两个途径：间接

直接侧向嗅觉联想学习所必需的神经环路。嗅觉系统是一个非常复杂的系统，它投射到脑内多个与情绪和记忆相关区域如杏仁核、海马、前额叶以及眶额叶。临床研究发现，嗅觉功能的损伤往往伴随着老年痴呆、帕金森等退行性疾病的产生，另外，在一些精神性疾病患者(如抑郁、焦虑)中，海马和杏仁核等区域出现异常，也伴随有嗅觉功能的损伤。

研究人员dCA1 钙连接蛋白表达PC活性，结果发现这会导致嗅觉关联学习能力减弱，而且optetrode记录也显示dCA1 钙连接蛋白表达PC活性能促进学习过程中对气味线索的更多选择性尖峰应答，因此这项研究指出了一种与嗅觉联想学习有关的重要分子机制。

章晓辉研究组此前也曾与蒲慕明研究员合作，在急性分离的大鼠海马脑片中进行了系统的电生理研究，发现发育早期GABA能突触的可塑性表现出神经元活动频率依赖的特性。

神经细胞之间通过特异的通讯结构-“突触”-形成功能性神经环路来传递和存储信息。突触在神经细胞持续活动影响下可发生特异性的结构和功能变化，这称之为“突触可塑性”。它在神经系统发育和学习记忆中起着至关重要的作用。在神经环路组成中，释放神经递质谷氨酸和γ-氨基丁酸(GABA)的神经元分别传递兴奋性和抑制性信息。其中占总细胞少数(约10% -20%)的GABA能神经元却对神经环路的功能平衡，复杂性以及计算建构起着关键作用，其突触传递在神经信息的编码、分选和传递中发挥重要作用。这项研究工作揭示了发育中GABA能突触可塑性的发生模式和细胞分子机制，阐明了神经环路建立中GABA能突触连接的自我精细修整(refinement)的工作方式。（生物通：万纹）

作者简介：

章晓辉
教授,博士生导师
1994年毕业于杭州大学生物系，1999年获中国科学院上海生理所神经生物学博士学位。1999-2002年在美国UC San Diego 和UC Berkeley从事神经可塑性方面博士后研究，期间获International Human Frontier Science Program（HFSP）long-term fellowship资助。2003年获中科院“引进国外杰出人才（****）”资助，任中科院神经科学所神经可塑性组联合组长；2004-2006获HFSP Career Development Award；2007-2013任中科院神经科学所神经元信息处理与可塑性组组长，研究员，博士生导师；2010年获中国科学院优秀研究生指导教师奖与赛洛菲•安万特优秀青年科学家奖（SIBS-Sanofi Aventis Yong Faculty Award）。2013年9月，加入北京师范大学认知神经科学和学习国家重点实验室。

实验室采用（在体和脑片）电生理、光遗传学、双光子激光细胞显微成像与神经疾病转基因小鼠模型，解析大脑皮层功能性环路（特别是γ-氨基丁酸GABA能抑制性环路）的神经连接（突触）的局部规则、及其早期经验对环路连接的修饰机制（“关键期”可塑性）； 阐明与神经精神发育性疾病（瑞特综合症、精神分裂症）发生和发展相关的神经环路异常机制。

原文检索：

A distinct entorhinal cortex to hippocampal CA1 direct circuit for olfactory associative learning

Nature Neuroscience (2017) doi:10.1038/nn.4517