近日，中國科學院神經科學研究所、腦科學與智能技術卓越創新中心、神經科學國家重點實驗室蒲慕明院士研究組在《美國科學院院刊》在線發表了題為《運動學習中背外側紋狀體直接通路和間接通路神經元穩定、獨特的順序性電活動的涌現》。該工作系統描述了背外側紋狀體直接通路和間接通路的同一群神經元在運動學習過程中的電活動變化，并且揭示了神經元集群的電活動如何經過學習依賴的時序重構最終形成獨特、穩定的順序性發放模式，同時發現兩條通路的神經元活動在運動行為中具有相對獨立又彼此配合的角色分工。 　　運動技能的學習和掌握對于個體的生存至關重要。背外側紋狀體腦區主要接收來自感覺運動皮層四肢代表區的投射，在正常運動功能的執行、運動技能的學習以及習慣形成中具有重要的作用。已知該腦區主要分布著由多巴胺1型和2型受體分別標記的多棘投射神經元，分別介導了基底神經節運動調控中的兩條經典通路，直接通路和間接通路。傳統的拮抗模型認為直接通路促進運動，間接通路抑制運動。不同于拮抗模型中簡單的“推-拉”式作用，協同模型認為，直接通路會促進期望運動的產生，間接通路會抑制那些與目的無關的競爭性運動。 　　紋狀體神經元在運動技能學習過程扮演一個重要的角色，在運動皮層選擇控制運動行為的電活動模式時，起一個閘門式的調節作用。迄今，關于直接通路和間接通路神經元在運動學習過程的參與機制仍存有爭議。 　　據介紹，研究人員在這項研究中重點關注三個問題：第一，運動學習將會如何影響背外側紋狀體神經元的活動？第二，運動學習產生的影響在背外側紋狀體的直接通路和間接通路神經元活動中是否有差異？最后，若兩條通路神經元活動變化不同，是否能夠揭示通路特異性的功能差異？ 　　要解決上述問題，必須在活體動物中同時記錄同一批神經元在學習過程中的電活動變化。紋狀體處于大腦深部，這首先是一個技術上的難題。盛孟君、盧迪兩位博士研究生在他們的研究中，首次解決了這一難題，實現了對大腦深部神經元集群電活動的長期穩定記錄。 　　據悉，研究人員訓練小鼠學習一項聲音提示下的推桿運動任務，并在此訓練過程中使用在體雙光子成像技術，長時程追蹤背外側紋狀體同一群神經元的電活動。通過特異性標記直接通路和間接通路的神經元，研究者們觀察到伴隨著小鼠的學習過程，兩條通路的神經元集群都逐漸產生了獨特的、穩定的、順序性發放的電活動模式，直接通路神經元傾向于在信號感知和推桿操作時活動，而間接通路神經元則更多地在推桿動作之后反應，并且在不同的運動任務場景中同一群神經元的電活動模式會發生改變。進一步的化學抑制實驗結果表明，特異性抑制直接通路神經元會破壞推桿運動的起始，而特異性抑制間接通路神經元會引起試驗間隔里的錯誤推桿次數顯著上升。任一通路的抑制均會降低推桿動作本身的熟練程度。 　　這些實驗結果表明，直接通路和間接通路的神經元都參與到小鼠執行向右推桿任務的過程當中，在任務規則的貫徹上，前者主要負責目標運動的起始，后者主要負責與任務目的無關的運動的抑制；在具體動作的執行上，二者都參與了對推桿動作準確度的調控。兩條通路彼此配合，共同保證小鼠可以高效、準確地執行學會的運動任務。 　　專家表示，這一研究為基底神經節直接通路和間接通路的架構和功能提供了新的認識，為揭示運動學習的環路原理提供了重要數據。該研究為基底神經節相關的運動障礙疾病的機制研究和治療提供了新線索。 　　據悉，蒲慕明組的博士研究生盛孟君、盧迪為該研究論文的共同第一作者，在蒲慕明研究員的指導下完成，研究組的其他同事也在研究中發揮了作用。該課題受到中國科技部的973項目，中國科學院戰略性先導科技專項和上海市重大科技專項等項目的資助。

研究結果顯示，與穩定從事低強度體力勞動的個體相比，穩定從事高強度體力勞動的個體患癡呆和輕度認知功能障礙的風險會增加，穩定從事中強度體力勞動的個體患輕度認知功能障礙的風險增加。 高強度體力勞動與老年癡呆癥和輕度認知功能障礙有何關聯？ 當地時間8月29日，挪威國家老齡化與健康中心（Norwegian National Centre for Ageing and Health）和挪威公共衛生研究所（Norwegian Institute of Public Health）的Ekaterina Zotcheva等人發現，雖然休閑時間的體育活動可以降低患心血管疾病和糖尿病的風險，但長期從事中等或高強度體力勞動則有可能增加患心血管疾病、輕度認知功能障礙和癡呆的風險。 相關研究《Trajectories of occupational physical activity and risk of later-life mild cognitive impairment and dementia: the HUNT4 70+ study》已在《柳葉刀》（The Lancet）上發布。 “我們的研究基于豐富的33-65歲各職業人群數據，以及70歲以上癡呆癥和輕度認知功能障礙的全面臨床評估。我們的研究結果顯示，如果你的職業對體力消耗較大，建議你需要提早預防老年認知功能障礙。” Zotcheva等人在論文中寫道。 癡呆癥是指認知功能（思考、記憶和推理）的喪失，以至于影響到一個人的日常生活和活動。輕度認知功能障礙（MCI）是指記憶力或其他認知功能進行性減退，但不影響日常生活能力，介于正常衰老與輕度癡呆之間。據美國國家老齡化研究所（NIA）估計，85歲或以上的人群中約有三分之一的人可能患有某種形式的癡呆癥，65歲或以上患有輕度認知功能障礙的人有10%至20%的可能在一年內患上癡呆癥。 在這項研究中，Zotcheva等人共納入了7005名參與者的數據，這些參與者的年齡范圍在70至105歲之間（出生于1914-1949年），并且擁有50歲之前和50歲之后至少各進行一次的認知評估和職業身體活動數據。這些樣本數據來自2017-2019年挪威某地開展的一項名為HUNT4 70+的基于當地人群的大規模健康調查。 在研究中，首先，Zotcheva等人使用Stata 17.033中的traj軟件包對群體進行軌跡建模，接著在模型擬合后將其分為穩定從事低強度體力勞動、穩定從事中強度體力勞動、從事體力勞動先增加后減少，以及穩定從事高強度體力勞動四個軌跡組，并對每個軌跡組中最常見職業進行標注。 隨后，Zotcheva等人將“無認知診斷”作為基本結果，對四個軌跡組進行多項邏輯回歸，并估計出與四種勞動軌跡相關的，癡呆癥和輕度認知功能障礙的相對風險比。最后，Zotcheva等人創建了四種回歸模型，分別考察了年齡和性別（模型1）、教育程度（模型2）、收入（模型3）、婚姻狀況、心血管疾病、精神或軀體損害、高血壓、肥胖和閑暇時間不足（模型4）等變量帶來的影響。 研究結果顯示，與穩定從事低強度體力勞動的個體相比，穩定從事高強度體力勞動的個體患癡呆和輕度認知功能障礙的風險增加，穩定從事中強度體力勞動的個體患輕度認知功能障礙的風險增加。即使在調整了教育、收入、婚姻狀況、健康和生活方式等相關因素后，這些發現仍然存在。在調整后的模型中，中年時期從事體力勞動先增加后減少的個體與穩定從事低強度體力勞動的個體，在癡呆或輕度認知功能障礙風險方面沒有顯著差異。 Zotcheva等人解釋說，導致這一結果的原因有以下幾個可能。首先，此前有研究發現，成年后從事高強度體力勞動會使海馬體（位于大腦丘腦和內側顳葉之間，主要負責短時記憶的存儲轉換和定向等功能）體積變小以及記憶力下降，這會提高老年認知障礙的風險。其次，更高的體力需求、缺乏恢復，以及由此產生的疲憊意味著更多的身體磨損和更短的恢復期，這可能會導致認知能力下降。 在研究采用的樣本中，中等或高強度體力勞動的常見職業是銷售人員、護理和護理助理、農民和養殖戶。這些職業的特點通常是缺乏自主權、站立時間長、工作辛苦。這些職業也可能與更大的聽力損失和暴露在污染環境有關，這兩種因素也會對認知產生不利影響。相比之下，低強度體力勞動的職業往往代表著更靈活的工作時間、允許休息、并根據個體的喜好組織工作。此外，許多低強度體力勞動的職業，如工程師、管理者和教師，可能更能刺激認知，有助于個體認知發展。 不過，Zotcheva等人也在論文中指出了其研究的局限性：“我們的研究樣本全部來自HUNT4 70+，這意味著研究的參與者必須活著并且參與此項健康調查，因此研究沒有考慮死亡帶來的偏差。與低強度體力勞動的人相比，高強度體力勞動的人死亡率較高，因此我們的估計偏于保守。此外，HUNT4 70+數據中有幾個量表基于參與者的自我報告，由于回憶和社會期望偏差，這可能導致我們研究分類上的錯誤。”

The hippocampal formation is a key brain region that plays an important role in spatial navigation, learning and memory.  While the canonical hippocampal circuits such as the trisynaptic circuits have been well established, modern neural circuit mapping tools have allowed for important discoveries of new pathways within this brain region.  Such pathways as illustrated in the figure insert, including the mossy fiber pathway (dentate gyrus -> CA3), Schaffer collateral pathway (CA3 -> CA1) and CA1 -> subiculum feedforward pathway are known to play essential roles in learning and memory behaviors. Apart from these canonical pathways, accumulating anatomical and physiological evidence indicates that some important aspects of the hippocampal circuits remain to be further understood.  Thus many researchers wonder if the hippocampal region still has some new pathways, and if so, what function they have.  Prof. Xu Xiangmin from the University of California, Irvine (UCI) addressed these relevant questions in his talk.   Santiago Ramón y Cajal (1911) Prof. Xu and his colleagues have used new viral-genetic mapping tools including monosynaptic rabies retrograde tracing and herpes (H129)-based anterograde tracing to establish new cortico-hippocampal circuitry associated with subiculum (SUB) projections to CA1. Specifically, monosynaptic rabies tracing identifies a significant SUB-CA1 back-projection pathway in mice, suggested previously in other mammalian species using less strict mapping methods.  Then they identified a distinct sub-population of SUB neurons forming a pathway from visual cortex to CA1 and perirhinal cortex. Selective labeling of CA1-projecting excitatory SUB neurons is achieved by canine adenovirus 2 (CAV2)-mediated retrograde Cre expression.  The output projections of CA1-projecting SUB neurons are mapped using Cre-dependent anterograde directed herpes simplex virus (H129 strain).  Complementing the unique efferent circuitry of SUB neurons projecting to CA1, they observed that these cell types are also unique in the composition of their afferents.  The direct path from visual cortex to CA1-projecting SUB neurons and their output to CA1 and perirhinal cortex strongly suggest that one role for this circuitry may be to provide critical information necessary for conjunctive object-place representations in hippocampus and perirhinal cortices.   Xiangmin Xu, Ph.D. To test this, they used DREADDs (designer receptors exclusively activated by designer drugs) mediated inactivation of CA1-projecting excitatory SUB neurons to determine whether they are necessary for object-location learning behavior.  They also asked whether stimulation of SUB inputs to CA1 and perirhinal cortex could enhance object-location memory.  It turns out that activation and inactivation of these neurons promotes and suppresses, respectively, formation of object-location memories.   Together we learn that there is a non-canonical back-projection pathway from CA1 to subiculum, and that the larger cortico-hippocampal circuitry associated with this pathway plays a critical role in object-place learning.  This identified hippocampal sub-circuit mechanism is highly relevant to learning and memory disorders including Alzheimer's disease.  Prof. Xu’s findings may be used to better treat this and other diseases, delay their onset, and prevent them from developing.

現實生活中的許多抉擇都需要我們對多種可能的后果進行價值的估計、整合和比較。例如，當我們進入一家餐廳，計劃從多個套餐中選擇晚餐時，我們通常會反復觀察每種套餐中的單個菜品，并根據主觀偏好對不同套餐的總價值進行判斷和選擇。在這個過程中，至少有兩類不同來源的注意力會影響我們對菜品的價值評估：自上而下的空間注意力（spatial attention）和自下而上的獎賞顯著性（reward salience）。前者可以根據任務需要主動地引導大腦的視覺處理過程，幫助我們更好地完成任務，與眼動有密切的關系；而后者則吸引我們不自覺地注意到高獎賞價值刺激，加快對高獎賞刺激的反應速度。然而，不同類型的注意力是如何影響大腦對價值的編碼與抉擇行為的呢？ 以往的研究表明，眶額葉皮層（orbitofrontal cortex; OFC）可能參與了大腦中價值的編碼。與人類相似，猴子的OFC是前額葉皮層（prefrontal cortex; PFC）的重要組成部分，它可以接收感覺皮層和邊緣系統的輸入，參與感覺與價值相關信息的整合、未來的預期、結果的比較、推理和抉擇等認知功能。過去的電生理研究發現，OFC單個神經元的放電活動編碼獎賞期望價值，并且這些神經元的編碼與目光的注視位置密切相關，表明注意力可以調節OFC對獎賞期望的編碼。然而，由于任務設計上的缺陷，這些研究不能明確地區分影響價值編碼的注意力到底是來自于自上而下的空間注意力還是自下而上的獎賞顯著性。此外，我們也不清楚：在基于價值的抉擇行為中，其他前額葉皮層區域——例如背外側前額葉皮層（dorsolateral prefrontal cortex; dlPFC）和腹外側前額葉皮層（ventrolateral prefrontal cortex; vlPFC）——如何編碼與基于價值抉擇相關的任務信息，這些信息編碼具有什么認知功能，以及不同類型的注意力對這些腦區和OFC調控有什么樣的異同？ 針對這些問題，楊天明研究組采用更精細的行為學設計，明確區分出自上而下的空間注意力和自下而上的獎賞顯著性對OFC神經元編碼獎賞期望價值的影響。研究組首先通過行為學設計將兩種信號分開，并發現動物的任務表現主要受到自上而下的空間注意力的影響。然而行為電生理實驗結果卻表明，OFC對獎賞信息的編碼主要受到獎賞顯著性的調節，而幾乎沒有受到自上而下的空間注意力的調控。有趣的是，dlPFC對獎賞價值的編碼也受到獎賞顯著性的調控，但是與OFC相比，dlPFC也編碼了空間注意力的位置。 為了進一步研究OFC的價值編碼——以及注意力對其調控——在抉擇過程中的作用，研究組開發和使用了新的行為范式：屏幕上左右兩側分別顯示兩組圖形，每個圖形所代表的價值不同，而猴子可以通過來回掃視的方法觀察比較兩側圖形的總價值，選出價值更高的一側以獲得相應的果汁獎勵。電生理記錄發現：OFC和vlPFC神經元都可以在猴子觀察圖形刺激期間編碼正在注視中的單個圖形的價值和正在注視的那一側的圖形的整體價值。然而，vlPFC能夠在注視發生跳轉之前編碼下一個注視的圖形的價值，而OFC則是在注視發生之后才開始編碼這個圖形的價值；并且在整個觀察過程中，vlPFC早于OFC出現被選擇的一側的整體價值的信息編碼。這些結果表明：OFC的價值抉擇信號晚于vlPFC，因此對前人提出的OFC腦區計算價值的假說提出了質疑。 總結來說，楊天明研究組的近期工作發現，獼猴OFC對單個圖形的價值編碼更多受到自下而上的獎賞顯著性的影響，較少受到自上而下的空間注意力的影響；OFC與vlPFC在計算整合價值信息并做出抉擇的動態計算過程存在差異，表明OFC與其它PFC亞區相比在基于價值的抉擇行為中可能并不是做出抉擇的首要腦區。

孤獨癥譜系障礙(也稱自閉癥，以下簡稱孤獨癥)是一類發生于兒童早期的神經發育障礙性疾病，以社交溝通障礙、興趣狹隘、行為重復刻板為主要特征，嚴重影響兒童社會功能和生活質量。 為規范0至6歲兒童孤獨癥篩查、診斷和干預服務，促進兒童健康，國家衛生健康委于2022年8月23日印發了《0～6歲兒童孤獨癥篩查干預服務規范(試行)》。服務規范包括服務對象、服務目的、服務內容等七部分內容，同時將篩查使用的工具及登記表以附件形式列出。 為方便醫療衛生機構專業人員、兒童家長和社會大眾了解服務規范中的篩查干預服務內容及要求，國家心理健康和精神衛生防治中心對服務規范中的篩查(初篩、復篩)、診斷、干預康復等相關內容進行系列圖文解讀。本期重點介紹服務規范中的初篩部分，內容包括初篩時間、初篩方法、初篩工具、初篩異常和初篩流程。

近日，中國科學院上海藥物研究所李佳團隊、李揚團隊聯合臨港實驗室臧奕研究員，在《 Molecular Psychiatry 》期刊發表了題為“Anxiolytic effect of antidiabetic metformin is mediated by AMPK activation in mPFC inhibitory neurons ”的研究論文。研究揭示了抗糖尿病的一線藥物——二甲雙胍調控AMPK活性，增強腦內GABA能中間神經元活動，從而產生抗焦慮作用的神經機制。

澳大利亞科學家開展了迄今最大規模的光照研究，針對87000名參與者的調查發現，夜間暴露在更多光照下，會增加人們患焦慮、雙相情感障礙和創傷后應激障礙等精神疾病以及自殘的風險。該研究還發現，白天接觸更多光照可作為降低精神病風險的非藥物手段。相關論文發表于最近的《自然-心理健康》雜志上。