第三军医大学Cell子刊神经学新发现

　　

生物通报道  来自第三军医大学和德国慕尼黑理工大学的研究人员，证实了当皮质神经元处于自发性高电位状态（Up States）和感官刺激过程中，相同的突触发生了再活化。这一研究发现发表在6月27日的《Cell Reports》杂志上。

来自第三军医大学的谌小维(Xiaowei Chen)教授和德国慕尼黑理工大学的Arthur Konnerth教授是这篇论文的共同通讯作者。谌小维教授的主要研究兴趣是生理及病理条件下皮层感觉信息处理规律，曾以第一作者在Nature、PNAS等国际一流学术期刊发表重要研究成果。

突触可塑性（synaptic plasticity）是指突触在一定条件下调整功能、改变形态及增减数目的能力，它既包括传递效能的变化，又包括形态结构的变化，二者的物质基础涉及神经元和突触部位的某些蛋白质、受体、神经递质等物质的变化，是学习和记忆的神经学基础。

近年来，钙离子及其信号系统与学习、记忆的关系引起了人们的广泛重视。在神经活动中，它们参与了神经细胞突触传递、递质释放、细胞构筑和生长、酶系统的激活等许多生物学效应，树突棘中的钙离子信号对于诱导突触可塑性中起着极为重要的作用。

近期的研究在体内实验中确定了皮质神经元中感官刺激引起的树突棘钙信号。并证实在缺乏感官输入信号的情况下，皮质活动中的树突棘钙信号对于记忆巩固等重要功能至关重要，然而目前对于这一机制仍不是很清楚。

为了确定皮质自发性活动中树突钙离子信号的特征，研究人员对麻醉小鼠听觉皮质中的L2锥体神经元进行了体内双光子成像及电生理记录。研究人员证实在亚阈值高电位状态时具有丰富的NMDA受体依赖性的钙信号，而在低电位状态时则几乎没有这些信号。活化的树突棘分布在整个树突上，当处于高电位状态时它们短暂地分散开。研究人员推测，500多个活化树突棘是在L2神经元中产生高电位状态的必要条件。重要的是，研究人员发现同一套树突棘以相似的反应速率做出了感官刺激触发以及自发性的钙离子反应。

研究人员认为，自发性重复出现的高电位状态引起了这些树突模式化的钙离子活动，有可能控制了感官刺激之后的突触强度加固。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Reactivation of the Same Synapses during Spontaneous Up States and Sensory Stimuli
 
In the mammalian brain, calcium signals in dendritic spines are involved in many neuronal functions, particularly in the induction of synaptic plasticity. Recent studies have identified sensory stimulation-evoked spine calcium signals in cortical neurons in vivo. However, spine signaling during ongoing cortical activity in the absence of sensory input, which is essential for important functions like memory consolidation, is not well understood……

作者简介：

谌小维

1980年4月出生，教授，博士生导师，第三军医大学基础部脑研究中心主任，课题组长。2004年6月第三军医大学本科毕业获医学学士学位， 2007年12月第三军医大学获医学硕士学位，以访问学生身份于2005年到2008年之间在北京大学分子医学研究所进行生物物理学研究，2011年11月以优等毕业生在德国慕尼黑工业大学医学院获得博士学位；2012年1月到2012年5月为德国慕尼黑工业大学神经科学研究所青年课题组长。

谌小维博士所研究成果以第一作者在自然科学顶级期刊Nature、国际一流学术期刊PNAS、J Cell Biol、Nature Protoc、J Neurosci等杂志发表论文9篇；以其他作者发表论文11篇。此外，获中国国内专利1项（申请号200720188712.6）；获2011年度“国家优秀自费留学生奖学金”，并于2012年入选中组部第三批“青年****”。

近年来的主要学术成绩：1）首次开展单突触感觉信息处理研究，并参与建立高速双光子显微成像系统，这一工作将开创在微小尺度研究神经系统功能的新时代；2）参与建立在神经元树突水平对视觉信息处理的研究；3）利用双光子成像技术和在体可视膜片钳技术，提出小脑性运动失调（cerebellar ataxia）的神经环路机制；4）提出dysbindin基因参与精神分裂症的可能机制，被《Nature China》选为中国神经科学领域的研究亮点；5）利用生物物理学手段，提出觉醒神经肽hypocretin对睡眠-觉醒系统蓝斑神经元调节的新机制。

研究兴趣：生理及病理条件下皮层感觉信息处理规律。