骆利群院士：苦→甜的交响乐

美国哥伦比亚大学的一组研究人员又在Nature上发文，发现了两种关键的细胞信号素（semaphorins），同期斯坦福大学知名华人科学家骆利群（Liqun Luo）教授发表评论文章：Neurobiology: A bitter–sweet symphony，详细介绍了这一研究成果的神经元意义，并且探讨了这一研究领域的发展状况。

　　

生物通报道：每个人的舌头约含有8000个味蕾，可以品尝各种味道。不同的味蕾上有特定的能够分辨咸、苦、酸、甜、鲜的味觉细胞，比如人只能通过舌尖尝到“甜”味。当细胞检测到信号时会将信息传递到大脑中，这些味觉都是通过味觉特异性途径从舌头传递到大脑中的。

此前美国哥伦比亚大学的一组研究人员对小鼠进行改造，使它们的味觉神经元被激活时会发出荧光。小鼠被喂以分别能够促发舌头感知咸、苦、酸、甜、鲜的化学物质，随后研究人员通过内窥镜监测大脑的变化。最终，他们发现舌头和大脑之间有着对应的连接作用。

在此基础上，近期这一研究组又在Nature上发文，比较了两个极端味道（甜和苦）的味觉受体细胞的基因表达情况，从而发现了两种关键的细胞的信号素（semaphorins）：semaphorins 3A和Semaphorin 7A，部分解开了味觉系统通过什么，快速而准确地与大脑神经元沟通，实现了味觉功能的。Nature：让苦味变甜

同期斯坦福大学知名华人科学家骆利群（Liqun Luo）教授发表评论文章：Neurobiology: A bitter–sweet symphony，详细介绍了这一研究成果的神经元意义，并且探讨了这一研究领域的发展状况。生物通特联系了骆利群教授，就读者感兴趣的问题请教了他。

味觉如何产生的？

大脑里负责味觉的部分，大多在出生时就已经定型了，但舌头是一个例外。舌头上的味蕾一直在发生动态变化，旧的细胞会死去，新的细胞会诞生，这样一个周期仅需要1-3周。每一个新的味蕾细胞形成后，都需要重新建立起和大脑的联系。那么它们如何找到自己对应的大脑区域呢？

为此在这篇文章中，研究人员构建了两种小鼠，第一种小鼠的“苦味味蕾”里，表达“甜味味蕾”的Semaphorin 7A蛋白；第二种小鼠则恰好相反。按照他们的设想，经过改造后，“苦味味蕾”能尝出甜味，“甜味味蕾”能尝出苦味。结果也确实如此，这表明了味觉系统与信号素密切相关。

此前骆利群教授曾与Zuker博士（这项研究的领导者）共同分析了味觉大脑传递的过程，他们发现在小鼠中通过操控大脑中的一些细胞群可以改变尝味的方式，这颠覆了之前我们认为舌头感知，然后将信息发送至我们的大脑的教科书观点。

他们以光遗传学为基础，直接用激光激活特定神经元，检测了操控这些大脑区域的神经元，是否可以导致小鼠在实际未品尝任一种味道的情况下感知苦味或甜味。之所以选择甜味和苦味，是因为它们是人类和其他动物最重要且可辨识的味道。甜味允许识别出富含能量的营养物质，苦味则可警告不要摄入潜在有害的化学物质。

当科学家们向小鼠体内注入一种物质沉默甜味神经元时，动物无法可靠地识别甜味。但它们仍然可以检测出苦味。当从大脑中除去这一药物时动物重获了尝到甜味的能力。与之相反，沉默苦味神经元阻止了小鼠识别苦味，但它们仍然可以尝到甜味。

这些实验证明了味觉不同于嗅觉系统，完全是天生的，与学习或经历无关。在你将气味与经历联系到一起之前，气味不携带固有的含义。一种气味对于你而言可能极好，对于我而言可能极可怕。

新皮层神经回路

人类大脑被誉为是“进化的最高杰作”，而新皮层对于大脑的高级功能非常重要。新皮层回路的信息加工需要广泛整合大脑中的信息输入，从局部微回路到远距离皮层和皮层下连接。研究新皮层神经回路的信息输入和输出，对于理解大脑的信息处理机制非常重要。

斯坦福大学的研究团队使用基于狂犬病毒的跨突触示踪系统，对小鼠桶状皮层和mPFC（medial prefrontal cortex）进行了深入研究，分析了传到锥体神经元的局部和远距离信息输入在皮层之间的分布情况。

研究人员在桶状皮层中发现了大量从第三层（L3）到第六层（L6）的信息输入（普遍为跨层的抑制性输入），以及优先从L2/3到L2/3或从L5/6到L5/6的远距离信息输入。研究显示，这些层特异性的输入模式大多不依赖接收神经元的NMDA受体功能。此外，与桶状皮层L5相比，mPFC L5收到了更多的远距离输入和局部抑制性输入。

作者简介：

骆利群，毕业于上海华东师范大学一附中，1981年初中毕业后考取中国科学技术大学少年班。1985年，他被中科院生化所免试录取为研究生，1986年1月获郭沫若奖学金，1987年8月赴美留学，在美国Brandeis大学生物系攻读博士学位，1992年6月获博士学位。

1992年9月，骆利群博士赴加州大学旧金山分校从事博士后研究，1996年12月起，他在美国斯坦福大学任助理教授，副教授，教授，研究神经网络的结构和发育。

1987年起骆利群博士先后在《美国科学院学报》、《神经元》、《神经科学杂志》、《基因与发育》、《细胞》、《自然》等世界的学术刊物上发表多篇论文。1997年，获得斯洛恩基金奖。2001年，他任美国《神经元》杂志副主编。2005年3月，当选美国霍华德休斯基金会(HHMI)研究员。同年9月，获得Jacob K. Javits奖。2012年其当选为美国科学院院士。

原文标题：

Neurobiology: A bitter–sweet symphony