神经科学学会2022年青年科学家成就和研究奖

美国神经科学学会(SfN)公布了2022年青年科学家成就和研究奖得主，并将在2022年年会上表彰这六位处于事业起步期的研究人员，他们的工作改变了我们对记忆、导航、社会行为和疾病状态的神经动力学的理解。

　　

神经科学学会(SfN，Society for Neuroscience)将表彰六位处于事业起步期的研究人员，他们的工作改变了我们对记忆、导航、社会行为和疾病状态的神经动力学的理解。他们的工作跨越了广泛的神经科学主题和方法，从突触结构的纳米级研究到社会互动的神经起源的高水平演示。该奖项将在神经科学学会SfN2022年会期间颁发。

SfN主席Gina Turrigiano说:“今年的青年奖获得者展示了在神经科学领域做出基础发现所需要的无畏的创造力和坚韧精神，他们工作的广度说明了深入理解神经活动、行为和健康之间相互作用所需要的方法的多样性。”“通过开发新的工具和想法，并找到阐明他们的科学问题所需的最佳模型系统，这些年轻的研究人员提醒我们坚持不懈和冒险的研究方法的价值。”

大脑超微结构Jennifer N. Bourne奖：Linnaea Ostroff

最近设立的Jennifer N. Bourne大脑超微结构奖：表彰青年神经科学家在“纳米尺度上推进我们对大脑结构和功能的理解”的杰出工作。该奖项以研究突触结构可塑性的电子显微镜学家兼核心设施主任詹妮弗·伯恩(Jennifer N. Bourne)的名字命名，表彰在学术任命后不到5年的研究人员。伯恩于2021年突然去世。5000美元的奖金由Kristen M. Harris资助。

神经元通过突触相互交流，发送信号的神经元的末端与接收信号的神经元的末端非常接近。突触的大小、结构和分子组成各不相同，较强的突触可以支持与学习和记忆相关的神经回路。今年的伯恩奖得主，康涅狄格大学的助理教授Linnaea Ostroff，使用电子显微镜来研究经历学习范例的啮齿类动物突触的纳米级结构细节，以了解支持动物学习的突触的变化。Ostroff的工作揭示了神经元蛋白质构建机制在学习过程中所起作用的重要细节，有时甚至令人惊讶。她指出，在记忆形成过程中，神经元的蛋白质构建机制向通过学习激活的特定个体突触转移，这表明局部蛋白质构建在突触强化中发挥了作用。此外，她的电子显微镜工作表明，轴突——神经元的长臂状延伸，充当电信号的导管——能够在局部构建新的蛋白质，这是以前认为在成人大脑中不会发生的事情。

Ostroff的工作将高分辨率显微镜与分子方法相结合，将荧光或其他标签附加到多种蛋白质和细胞类型上，这可以为突触的细胞和结构细节提供更丰富的信息，从而不断突破界限。不同的突触可以有独特的蛋白质和其他分子的组合，这取决于所涉及的神经元类型和大脑活动的动态，Ostroff正在开发一种技术，可以同时标记几个蛋白质，以便更好地理解所有与学习和记忆有关的神经元环路上的突触结构，包括雄性和雌性动物之间的任何潜在差异。

行为神经科学Donald B. Lindsley奖: Lyle Kingsbury

Donald B. Lindsey行为神经科学奖由Grass基金会资助，表彰一篇在一般行为神经科学领域的杰出博士论文。该奖项成立于1979年，以纪念格拉斯基金会的早期受托人Donald B. Lindsley，授予获奖者5000美元的奖金。

当两只动物相互作用时，它们的大脑会变得同步，每只动物的神经元活动模式都相似。今年Lindsley奖得主Kingsbury的研究表明，小鼠大脑的同步也可以预测一些社会互动的结果。作为加州大学洛杉矶分校(University of California, Los Angeles)的一名研究生，Kingsbury使用嵌入小鼠前额叶皮层的微型显微镜，同时监测成对清醒、活跃的动物的数百个单个神经元的活动。前额叶皮层是大脑的一个区域，与人类和其他动物的广泛社会行为有关。通过记录相互作用小鼠的详细神经元活动，Kingsbury发现两组神经元一起工作，产生同步活动。其中一组神经元与小鼠自身的行为一致，另一组与它的社会伙伴的行为一致。此外，他还表明，两只小鼠的大脑同步程度与它们之间形成的竞争关系有关。在一个通常用于测试社会支配力的实验装置中，两只小鼠被送到一个狭窄的管子的两端。Kingsbury发现，啮齿类动物大脑在互动开始时的同步程度，可以预测其中一只小鼠是否会服从并从管道中撤退。等级关系越高，同步性越强，这表明大脑同步性在社会关系特征中具有潜在的功能作用。

在不同的实验中，Kingsbury发现了与其他小鼠性别相关的不同的神经活动模式。他利用光遗传学工具实验性地改变神经活动，表明激活涉及性别特异性信号模式的神经元可以影响对雄性和雌性的偏好行为。Kingsbury现在是哈佛大学的博士后，他在那里研究前额叶皮层的神经元活动如何能够灵活地调整自然行为的决策策略，如觅食和社交。

细胞或分子神经科学Nemko奖:  Jenny Lu

Nemko细胞或分子神经科学奖由Nemko家族支持，表彰一位推动了我们对高等大脑功能和认知基础的分子、遗传或细胞机制的理解的年轻神经科学家的杰出博士论文。获奖者将获得2500美元的奖金。

当在世界上航行时，动物的大脑必须协调许多不同的信息，包括关于周围环境的视觉线索，动物面对的方向，以及身体移动的速度和方向。今年的Nemko奖得主是哈佛-麻省理工学院医学博士项目的学生Jenny Lu，她的工作揭示了导航的动态神经生物学细节。

在哈佛医学院的论文中，Lu研究了导航信息是如何在果蝇的大脑中被编码和处理的。Lu和他的同事们把果蝇拴在一个虚拟现实环境中的球形跑步机上，并监测它们在走路时的神经活动。她发现了一种神经回路，将果蝇的方向和昆虫以身体为中心的速度的输入结合起来。通过对果蝇大脑中连接的高度详细的地图，她发现了神经回路的布线如何将这些输入转换成果蝇在外部环境中的速度表示。这项工作建立了大脑如何将基于矢量的信息从以身体为中心的坐标框架转换到以世界为中心的坐标框架的第一个细胞机制。

Peter和Patricia Gruber国际研究奖: Marianna Zazhytska和Maneul Valero

Peter和Patricia Gruber国际神经科学研究奖表彰两位年轻的神经科学家在国际环境下的杰出研究和深造。获奖者每人可获得2.5万美元的奖金。该奖由Gruber基金会资助。今年的获奖者是Marianna Zazhytska和Manuel Valero。

嗅觉丧失可能是阿尔茨海默病和COVID-19感染的先兆。今年Gruber奖的获奖者之一、哥伦比亚大学博士后Marianna Zazhytska在COVID-19大流行袭来时，正处于与阿尔茨海默症相关的嗅觉丧失(部分或完全丧失嗅觉)的早期阶段。当COVID-19患者的嗅觉丧失报告开始出现时，她转向研究呼吸道病毒如何影响嗅觉感受器的功能。嗅觉感受器是嵌入在鼻腔神经元表面的复杂蛋白质，附着在气味分子上。Zazhytska发现，在人类和仓鼠中，SARS-CoV-2感染导致嗅觉受体基因和相关信号分子的活性普遍降低。她将这种活动的减少与嗅觉神经元基因组组织的破坏联系起来，尽管这些细胞没有直接受到病毒的感染。这些发现表明，SARS-CoV-2病毒可以损害它没有直接感染的细胞的功能。当Zazhytska重新开始研究阿尔茨海默病时，她发现细胞对阿尔茨海默病的反应与SARS-CoV-2感染之间存在共性，包括嗅觉受体基因组结构的破坏。她的研究表明，嗅觉系统可能就像煤矿里的金丝雀，通过关闭其活动来警告即将发生的疾病。在未来作为独立科学家的工作中，她计划研究是什么触发了嗅觉受体基因的基因组结构的快速破坏，并进一步探索探测嗅觉系统的破坏可以帮助预测和更好地理解神经退行性变的可能性。

每天晚上，我们的大脑进入一段被称为慢波睡眠的深度睡眠时期，在此期间，大脑在活跃和沉默的周期中循环，被称为向上状态和向下状态。此前，人们认为在安静时期大脑中没有神经元放电，但纽约大学朗格尼医学中心神经科学研究所博士后、2022年Gruber奖获得者曼Manuel Valero发现，在安静时期大脑皮层中有一类神经元活跃。通过记录醒着和睡着的啮齿动物的10000多个神经元的活动，他发现这些细胞在清醒时也有相反的行为——当其他神经元活跃时，它们是安静的。但这些反向神经元的具体身份仍不确定。Valero使用光遗传学方法——通过这种方法，研究人员可以使用光源来控制基因工程神经元的活性——来测试许多候选神经元类型。通过这项工作，他揭示了低状态神经元的细胞特性，从而在皮层中罕见地发现了一种新的细胞类型。Valero和他的同事进一步表明，破坏处于低状态的活跃神经元的活动会干扰记忆的形成。在另一项工作中，Valero开发了一种研究清醒小鼠低水平神经元活动的新方法，通过这种方法，他揭示了位置细胞是如何整合对立的激活和沉默信号的，位置细胞是编码动物在其环境中的位置信息的海马神经元。Valero计划回到他的祖国西班牙，成为马德里卡哈尔研究所的一名独立调查员，在那里他将继续记录大量神经元，以破译激活和抑制大脑信号是如何结合起来支持导航和记忆的。

青年研究人员奖: Michael Yartsev

青年研究人员奖表彰领导独立研究小组的青年神经科学家的杰出成就和贡献。1.5万美元的奖金由Sunovion制药公司提供。

蝙蝠的生活比看起来要复杂得多。因此，它的大脑需要承担和解决许多复杂的任务。在洞穴中栖息时，蝙蝠需要与群落的其他成员保持活跃的交流；在夜间飞行时，蝙蝠需要在三维世界中航行；在到达期待已久的觅食地点后，它们要面对集体社会行为(如觅食)的挑战，同时还要留意(倾听)其他蝙蝠之间友好和不友好的行为。最不可思议的是蝙蝠能很好地解决所有这些复杂的问题。今年的青年研究者奖得主，加州大学伯克利分校的副教授Michael Yartsev，正在利用果蝠非凡的行为能力来理解空间编码、灵活沟通和社会行为的神经起源。作为一名神经科学家和工程师，Yartsev一直在研究这个领域中通常很难(甚至不可能)用传统模型系统解决的大问题，并进一步开发他的研究所需的工具。

通过定制的飞行房间和无线大脑记录设备，Yartsev已经证明了海马体(与导航和记忆有关的大脑区域)的神经活动模式可以将蝙蝠的过去、现在和未来位置的信息编码，从而引导动物沿着连续的运动路径前进。此外，通过微型无线显微镜，他的实验室已经证明，当蝙蝠在熟悉的环境中飞行时，它们海马体中的神经活动在几周的不同飞行中是稳定的。另外，Yartsev还建立了一种多动物无线技术，可以同时记录许多动物大脑的神经活动，从而更好地研究与现实社会行为相关的神经机制。有了这些工具，他证明了两只(或更多)相互作用的蝙蝠的神经元活动变得高度同步，而且这种同步在一起时间更长的蝙蝠之间更强。通过将社会性的研究扩展到群体中，他的实验室展示了大脑内部和大脑间的信号是如何包含有关群体交流所需的关键特征的信息的，比如群体成员的行为特征和他们之间的关系。最后，在他的声乐学习工作中，Yartsev探索了蝙蝠适应其声乐交流的能力。通过播放蝙蝠声音范围内的录音，暴露在环境中的动物将自己的声音调整到其他频率，以减少干扰噪音的干扰。这项研究表明，和人类一样，蝙蝠可以根据外界输入调整自己的声音交流。Yartsev继续描绘解剖路径和神经计算，可以促进灵活的声音控制。这使蝙蝠成为研究声音学习(人类的核心特征)的潜在强大的模型物种。这项工作可以进一步帮助揭示这些回路是如何在沟通障碍中出错的。总的来说，Yartsev的广义方法集中于解读自然行为的神经基础，以揭示大脑功能的一般原理。此前，Yartsev曾获得2019年Janett Rosenberg Trubatch职业发展奖和2013年Donald B. Lindsley行为神经科学奖。

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神经科学学会(SfN)是一个由研究大脑和神经系统的基础科学家和临床医生组成的组织。

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