两个蛋白质控制大脑发育

　　

生物通报道：英国伦敦大学学院的科学家发现了两种分别叫做BERT和ERNI的蛋白质如何在胚胎中相互作用以控制身体中不同器官系统何时开始形成。这些发现深化了我们对大脑和神经系统发育的了解，并且扩展了我们对干细胞行为的了解。这项研究的结果发表在本周的开发杂志PLoS Biology上。

 

这项新研究解开了脊椎动物确定不同结构部分的发育先后情况。在发育过程中，只有一些信号指令细胞形成数千细胞型，因此细胞如何破译这些信号的时间至关重要。由Claudio Stern教授领导的一个国际研究组证实大脑和神经系统发育的第一阶段是阻碍它的发育进程！

 

研究人员描述了发生在脊椎动物胚胎中的一个反应的结果，这个反应发生在几个小时大的胚胎中，并且是一种发育定时机制，能临时防止神经细胞的发育。这种神经细胞将会形成大脑和神经系统。这个细胞的反应领先于胚胎中其他将要形成内部器官、皮肤的细胞，以防止免疫系统过早发育。

 

Costis Papanayotou博士发现一种叫做BERT的新蛋白与他们研究组发现的ERNI蛋白质相互结合，联合其他蛋白质解除对Sox2基因的抑制。这个基因是细胞开始形成大脑和神经系统的绿色指示灯。

 

Stern教授表示，研究人员一直在寻找决定胚胎中细胞何时行使特殊功能的开关。他们的研究表明，BERT和ERNI蛋白是一种对抗关系：BERT比较强势并且能够解除ERNI蛋白对Sox2基因的抑制，而这种基因对构建神经系统至关重要。由于Sox2基因还是干细胞得以在身体重起不同作用所必须得，因此这项研究还提升了我们对成人体内干细胞行为的知识。（生物通雪花）

 

近期大脑科学研究的一些重要成果

 

胡新天研究员《PNAS》文章：大脑运动控制机理

 

在运动控制研究中，大脑发出命令后，如何通过神经元控制肌肉采取行动？这个无法绕开又令人困惑的重要问题由我国科学家找到了部分答案。科技日报消息，近日，最新一期的《美国科学院院刊》（PNAS）在线发表了中科院昆明动物所研究员胡新天的论文《运动命令在单个运动前神经元上的可靠性研究》。这一研究表明，每个运动命令在单个神经元上得到了高度精确的表达，这是世界首次对这一基本问题进行探讨。  

“通俗地讲，大脑中运动通路上的神经元就像整齐划一的部队，每个神经元都接受到一致的大脑信息并以非常精确的方式传达这些命令，从而提高了运动控制的有效性和可靠性。”胡新天告诉记者，这一发现不但加深了我们对大脑运动控制机理的认识，而且对机器人运动控制设计、眼睛运动障碍治疗等应用领域也有启迪。  

    该论文的评审专家认为，这个发现第一次讨论了运动研究的重要问题，填补了在此领域的空白，为运动系统的神经机制提供了关键性的深入了解。

---

 

 

《神经元》：大脑皮层体感运动的成像

 

感觉信息是通过大脑对运动与感觉之间的协调互动作用来进行采集与处理的。Ferezou研究小组利用电压敏感染料直接对小鼠的躯体感觉和相应的大脑感觉运动皮层进行成像。这项研究首次提供了大脑皮层对感觉运动的综合图像，揭示了高度动态和分布式处理过程与躯体行为的关联。相关论文以封面文章的形式发表在2007年12月6日的《神经元》（Neuron）上。

躯体感觉往往源于触摸物体时主动产生的躯体运动，而感觉信息则是用来改进和控制这些运动。因此，在感觉与运动相互作用之间必然有一个重要的途径，Ferezou等选择了小鼠的腮须运动系统作为研究对象。他们利用电压敏感染料在小鼠的大脑皮层，通过类似柱形的空间分辨率和毫秒的时间精度的对大脑皮层感觉运动的膜电压的动态变化直接成像。研究表明：单个腮须短促的位置偏移就会引起高度分布式极化皮质感觉的反应，由此开始了在初级体感桶型大脑皮质及随后的兴奋腮须运动皮层。腮须运动以及引起该运动的感觉能够动态地调节感觉信息到运动皮层的传递过程。大脑皮质感觉运动的过程可能大大有助于人们对触觉的认知。