Nature Neurosci：记忆时序性研究新进展

蒲慕明院士Nature Neurosci文章

　　

生物通报道：来自上海生命科学研究院神经研究所，加州大学伯克利分校等处的研究人员发表了题为“Activity recall in a visual cortical ensemble”的文章，分析了视觉皮层中的回忆激发，这为更深入了解记忆时序性提供了重要信息，相关成果公布在Nature Neuroscience杂志上。

文章的通讯作者是神经研究所著名的神经生物学家蒲慕明院士，他的研究组主要从事轴突导向和突触可塑性的分子与细胞机制研究。曾发现在发育生长中的轴突能够释放神经递质；神经营养因子对突触有急性增强作用；开辟了突触可塑性与神经营养因子的关系这一新的研究领域等一系列成果，发表了多篇有关膜生物物理、突触生理、发育神经生物学等方面的研究论文。

由大脑高等区域主导的按学习时间顺序的线索提示记忆是一种重要的认知功能，在这篇文章中，研究人员通过对麻醉和清醒的大鼠进行了追踪分析，发现利用一个能激发初级视觉皮层神经元（primary visual cortex (V1) neurons）顺序激发的移动点，进行反复刺激之后，研究人员只需要用这一运动途径中起始点的短暂闪光，就能激发大鼠的顺序激发模式，再现这一移动点的激活顺序。

由此研究人员认为回忆激发顺序的速度也许比运动速度，更能反映神经网络的内部动力学。在一只清醒大鼠中，研究人员可以在“synchronized”（安静清醒）的大脑状态下，观察到这样的回忆。

这一研究表明初级视觉皮层集合的条件加强型，线索激发的顺序激发，也许是大脑状态依赖性模式中经验型知觉推理的分子基础。

蒲教授研究组得了不少重要的成果，去年Nature杂志还曾刊登了长篇报道，详细记述了蒲慕明教授的科研之路，及其为中国的神经科学发展所作出的贡献，称蒲慕明教授为中国神经科学发展促进者。这无疑是对蒲慕明教授国内神经科学发展事业的一种肯定。

去年蒲教授研究组还在Nature上发表评论文章，对全球60个国家的422位学者做了2轮问卷调查和筛选，最终确定了目前有关精神、神经和物质使用（MNS）障碍的前40位巨大挑战（巨大挑战的定义为：一种特异性障碍，若去除将有助于解决一个重大健康问题）。精神分裂症、抑郁、癫痫、痴呆、酒精依赖及其他MNS障碍构成了全球疾病负担的13%，超过了心血管疾病和肿瘤。但在全球范围内，MNS障碍均缺乏有效预防与治疗，为此，全球精神健康巨大挑战倡议确认了未来10年针对MNS障碍的研究重点，以及25项目挑战。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Activity recall in a visual cortical ensemble

Cue-triggered recall of learned temporal sequences is an important cognitive function that has been attributed to higher brain areas. Here recordings in both anesthetized and awake rats demonstrate that after repeated stimulation with a moving spot that evoked sequential firing of an ensemble of primary visual cortex (V1) neurons, just a brief flash at the starting point of the motion path was sufficient to evoke a sequential firing pattern that reproduced the activation order evoked by the moving spot. The speed of recalled spike sequences may reflect the internal dynamics of the network rather than the motion speed. In awake rats, such recall was observed during a synchronized ('quiet wakeful') brain state having large-amplitude, low-frequency local field potential (LFP) but not in a desynchronized ('active') state having low-amplitude, high-frequency LFP. Such conditioning-enhanced, cue-evoked sequential spiking of a V1 ensemble may contribute to experience-based perceptual inference in a brain state–dependent manner.

作者简介：

蒲慕明简历

1970年毕业于台湾清华大学物理系；

1974年在美国Johns Hopkins大学生物物理系获博士学位；

1974年至1976年先后在美国Woods Hole海洋生物研究所、美国Purdue大学生命科学系做博士后研究；

1976年9月至1985年3月在美国加州大学Irvine分校生物物理系任助理教授、副教授、教授；

1985年4月至1988年8月在美国耶鲁大学医学院分子神经生物学系任教授；

1988年7月至1995年12月在美国哥伦比亚大学生命科学系任教授；

1995年11月在美国加州大学圣地亚哥分校Stephen W. Kuffler任讲座教授。

1999年11月27日起任中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所所长。

2000年9月起任美国加州大学Berkeley分校分子与细胞生物学系1933级讲座教授、神经生物学部主任。


蒲慕明博士是一位国际著名的神经生物学家。获得奖项及荣誉称号包括：美国Javitz Neuroscience Investigator Award（1998），美国AAAS Fellow (2001)，美国Ameritec Prize (2001)，吴瑞学会奖（2002），法国Ecole Normale Geperieure荣誉博士学位（2003）等。1994年至2001年任Journal of Cell Biology期刊编委，现任Neuron (99--), Journal of Neuroscience (99--), NeuroSignals (01--), Biochemical & Biophysical Research Communication (03--)学术期刊的编委。他目前还担任日本RIKEN脑研究所顾问委员会的委员。

蒲慕明博士主要从事轴突导向和突触可塑性的分子与细胞机制研究。曾发现在发育生长中的轴突能够释放神经递质；神经营养因子对突触有急性增强作用；开辟了突触可塑性与神经营养因子的关系这一新的研究领域；发现许多轴突引导分子对轴突生长的作用随细胞内环化核苷酸水平改变而调节；发现电活动产生突触可塑性的关键时间窗口等。这些发现对了解脑发育与神经系统可塑性有重要意义。共发表了180余篇有关膜生物物理、突触生理、发育神经生物学等方面的研究论文，其中包括《Nature》25篇，《Science》12篇，《Cell》5篇,《Neuron》28篇。作为神经所的首任及现任所长，显示出他卓越的组织和管理能力，不仅表现在提高研究所的整体学术水平、全方位施行与国际接轨的研究生教育体系，还充分体现在创新文化的建设上，在其领导下中科院神经所于八年中在学术期刊上发表研究论文100余篇，包括《Cell》3篇、《Nature》1篇、《Science》4篇、《Neuron》9篇、《Nat. Neurosci.》7篇、《Nat. Cell Biol.》3篇、《PNAS》7篇、《J. Neurosci. 》8篇等。2003-2005年连续三年获得中科院优秀研究生导师奖；2005年获中国科学院创新文化先进个人、2005年获中华人民共和国“国际科学技术合作奖”。