• 改變翻譯延伸過程導致鳉魚大腦衰老的關鍵特征
• 兩種遠緣線蟲比較連接組學揭示神經(jīng)系統(tǒng)進化模式
• 運動學習精細化丘腦對運動皮層的調(diào)控作用
• 系統(tǒng)鞏固過程重組海馬記憶印跡神經(jīng)環(huán)路
• 創(chuàng)傷后應激障礙中人腦的單細胞轉錄組與染色質(zhì)動態(tài)變化
• 閉環(huán)式迷走神經(jīng)刺激助力脊髓損傷功能恢復
• 高度視覺依賴動物中通過凝視遠程激活位置編碼
• 前額葉對情緒推理內(nèi)部模型的神經(jīng)編碼
• 人類特異性增強子精細調(diào)控放射狀膠質(zhì)細胞潛能與大腦皮層形成
• 多巴胺能動作預測誤差作為價值中立屬性的教學信號
• 蝙蝠海馬對超大空間環(huán)境的片段化回放

2025年7月31日，美國和德國的學者們聯(lián)合在Science期刊上發(fā)表了題名為“Comparative connectomics of two distantly related nematode species reveals patterns of nervous system evolution”的研究論文。這項研究通過比較兩種遠緣線蟲（秀麗隱桿線蟲與太平洋糙吻線蟲）的腦部超微結構，揭示了雙側對稱動物神經(jīng)系統(tǒng)進化的多尺度模式。

研究者采用電子顯微鏡三維重構技術，發(fā)現(xiàn)盡管這兩種線蟲在1億年前就已分化，其同源神經(jīng)元在整體神經(jīng)突形態(tài)和投射模式上保持穩(wěn)定，但在四個層面存在顯著差異：(1)神經(jīng)元程序性死亡；(2)細胞空間定位；(3)軸突-樹突投射模式；(4)突觸連接特異性。這些進化改變呈現(xiàn)出非區(qū)域偏好性（均勻分布于全腦）和非細胞類型選擇性（各類神經(jīng)元均發(fā)生改變）的特征，表明神經(jīng)系統(tǒng)進化可能通過保守基本架構的同時微調(diào)連接細節(jié)來實現(xiàn)功能創(chuàng)新。

該研究為理解腦進化提供了亞細胞水平的實證基礎。

DOI：10.1126/science.adx2143

3、運動學習精細化丘腦對運動皮層的調(diào)控作用

2025年5月7日，美國的學者在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Motor learning refines thalamic influence on motor cortex”的研究論文。這項研究揭示了運動學習中丘腦對初級運動皮層（M1）調(diào)控模式的重塑機制。

通過小鼠M1淺層（L2/3）的縱向軸突成像發(fā)現(xiàn)：經(jīng)過兩周訓練的"專家"小鼠中，運動丘腦成為編碼習得動作的關鍵輸入源。光遺傳學實驗表明，運動學習會特異性增強丘腦對M1中編碼習得動作神經(jīng)元的驅(qū)動作用——學習后丘腦優(yōu)先激活這些特定神經(jīng)元。行為學驗證顯示，抑制專家小鼠的丘腦-M1輸入會顯著損害其習得動作的執(zhí)行。

該研究首次闡明：運動學習通過重塑丘腦對M1的輸入模式（而非單純增強整體輸入），實現(xiàn)習得動作的精準執(zhí)行，這種"輸入-神經(jīng)元"的特異性匹配機制為理解運動技能存儲的神經(jīng)基礎提供了新視角。

DOI：10.1038/s41586-025-08962-8

4、系統(tǒng)鞏固過程重組海馬記憶印跡神經(jīng)環(huán)路

2025年5月14日，加拿大的學者在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Systems consolidation reorganizes hippocampal engram circuitry”的研究論文。這項研究揭示了海馬神經(jīng)發(fā)生驅(qū)動記憶印跡環(huán)路重組進而調(diào)控記憶精確度的機制。

通過小鼠記憶印跡標記技術發(fā)現(xiàn)：隨時間推移，海馬記憶印跡神經(jīng)元會重構連接模式，導致其在相關情境中"泛化激活"并指導行為，這種神經(jīng)環(huán)路重組解釋了記憶從精確事件向概括性要旨的轉化。關鍵證據(jù)表明：(1) 抑制海馬神經(jīng)發(fā)生會阻止環(huán)路重組，維持事件記憶的精確性；(2) 促進神經(jīng)發(fā)生則加速記憶重組和要旨記憶形成。

研究首次證實系統(tǒng)鞏固過程包含海馬內(nèi)部的質(zhì)性重組（而不僅是海馬向外轉移），提出了記憶精確度調(diào)控的"海馬內(nèi)重組假說"，為理解記憶動態(tài)演變提供了新的神經(jīng)環(huán)路層面的解釋框架。

DOI：10.1038/s41586-025-08993-1

5、創(chuàng)傷后應激障礙中人腦的單細胞轉錄組與染色質(zhì)動態(tài)變化

2025年6月18日，美國的學者在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Single-cell transcriptomic and chromatin dynamics of the human brain in PTSD”的研究論文。該研究通過111例人死后大腦樣本（含PTSD和抑郁癥患者）的200多萬個背外側前額葉皮層細胞核分析，首次在單細胞分辨率上解析了PTSD的多細胞分子機制。

研究發(fā)現(xiàn)，抑制性神經(jīng)元、內(nèi)皮細胞和小膠質(zhì)細胞特異性出現(xiàn)與糖皮質(zhì)激素信號、GABA能傳遞和神經(jīng)炎癥相關的基因表達改變。結合空間轉錄組驗證，確認了SST、FKBP5等關鍵基因的異常表達。通過整合遺傳-轉錄-表觀多組學數(shù)據(jù)，揭示了ELFN1、MAD1L1等風險變異以細胞類型特異性方式破壞基因調(diào)控的分子路徑。

該研究建立了創(chuàng)傷應激反應在前額葉皮層的細胞特異性分子調(diào)控框架，為理解PTSD的持久性神經(jīng)生物學效應提供了多組學證據(jù)鏈。
DOI：10.1038/s41586-025-09083-y

6、閉環(huán)式迷走神經(jīng)刺激助力脊髓損傷功能恢復

2025年5月21日，美國的學者在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Closed-loop vagus nerve stimulation aids recovery from spinal cord injury”的研究論文。這項前瞻性雙盲隨機對照研究（NCT04288245）首次證實閉環(huán)迷走神經(jīng)電刺激（CLV）聯(lián)合任務導向訓練可顯著改善慢性不完全性頸髓損傷患者上肢功能。

研究采用微型植入設備，在患者完成特定動作時選擇性激活迷走神經(jīng)，經(jīng)過12周游戲化康復訓練后，19名受試者表現(xiàn)出：1）上肢肌力顯著增強；2）關節(jié)活動范圍擴大；3）日常生活能力明顯改善。該療法通過實時閉環(huán)刺激增強突觸可塑性，促進損傷后神經(jīng)環(huán)路重塑，為傳統(tǒng)康復訓練提供了神經(jīng)調(diào)控增強策略。

研究證實CLV能有效突破慢性期脊髓損傷的康復瓶頸，為神經(jīng)修復治療開辟了新途徑。

DOI：10.1038/s41586-025-09028-5

7、高度視覺依賴動物中通過凝視遠程激活位置編碼

2025年6月11日，美國的學者在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Remote activation of place codes by gaze in a highly visual animal”的研究論文。這項研究以黑頂山雀為模型，揭示了海馬位置細胞通過凝視實現(xiàn)遠程空間編碼的新機制。

研究發(fā)現(xiàn)：1）位置細胞不僅在被試身處特定位置時激活，當動物從遠處凝視該位置時同樣被激活；2）這種"凝視編碼"由快速頭動（頭部掃視）精確調(diào)控，海馬在每次掃視周期中交替編碼視覺預測與實際所見；3）不同亞型中間神經(jīng)元通過相位特異性放電協(xié)調(diào)這一過程。研究首次證實海馬通過整合位置編碼與凝視編碼，構建了統(tǒng)一的空間表征系統(tǒng)，既能處理局部導航信息，又能實現(xiàn)遠程空間推理。

這一發(fā)現(xiàn)為理解視覺-海馬協(xié)同工作機制提供了神經(jīng)動力學基礎，揭示了頭部運動在連接感知與記憶中的關鍵作用。
DOI：10.1038/s41586-025-09101-z

8、前額葉對情緒推理內(nèi)部模型的神經(jīng)編碼

2025年5月14日，美國的學者在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Prefrontal encoding of an internal model for emotional inference”的研究論文。該研究揭示了背內(nèi)側前額葉皮層（dmPFC）編碼情緒內(nèi)部模型的神經(jīng)機制。

研究發(fā)現(xiàn)：1）dmPFC神經(jīng)元能靈活關聯(lián)環(huán)境刺激與厭惡事件（無論直接或間接關聯(lián)），構建情緒推理的內(nèi)部模型；2）該模型通過多階段編碼機制形成，涉及dmPFC細胞的招募與穩(wěn)定化；3）雖然dmPFC群體活動編碼所有顯著關聯(lián)，但特異性投射至杏仁核的神經(jīng)元亞群專門表征并介導間接關聯(lián)的表達。

研究首次闡明前額葉通過分級編碼機制（整體表征實際經(jīng)歷、特定亞群處理推理關聯(lián)）構建情緒預測模型，為理解高階情緒學習的皮層-杏仁核環(huán)路機制提供了新見解。這些發(fā)現(xiàn)揭示了大腦如何通過內(nèi)部模型實現(xiàn)從具體經(jīng)驗到抽象情緒推理的跨越。

DOI：10.1038/s41586-025-09001-2

9、人類特異性增強子精細調(diào)控放射狀膠質(zhì)細胞潛能與大腦皮層形成

2025年5月14日，美國的學者在Nature期刊上發(fā)表了題名為“A human-specific enhancer fine-tunes radial glia potency and corticogenesis”的研究論文。該研究通過跨物種基因組編輯模型（小鼠、黑猩猩及人腦類器官），揭示人類加速進化區(qū)HARE5增強子通過調(diào)控WNT信號通路驅(qū)動大腦皮層擴張的機制。

研究發(fā)現(xiàn)：1）攜帶人類HARE5（Hs-HARE5）的小鼠表現(xiàn)出新皮層增厚、興奮性神經(jīng)元增多及皮層區(qū)間功能獨立性增強；2）Hs-HARE5通過四個人類特異性變異增強調(diào)控活性，改變放射狀膠質(zhì)細胞行為——早期增加自我更新能力，后期擴展神經(jīng)發(fā)生潛能；3）在人類與黑猩猩神經(jīng)前體細胞中，Hs-HARE5通過放大經(jīng)典WNT信號促進前體細胞增殖。

該研究首次闡明非編碼調(diào)控元件的微小進化改變?nèi)绾瓮ㄟ^精細調(diào)控神經(jīng)前體細胞動力學，直接促成人類大腦皮層體積與復雜性的獨特性，為理解人類認知進化的發(fā)育基礎提供了分子水平證據(jù)。

DOI：10.1038/s41586-025-09002-1

10、多巴胺能動作預測誤差作為價值中立屬性的教學信號

2025年5月14日，美國、西班牙的學者聯(lián)合在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Dopaminergic action prediction errors serve as a value-free teaching signal”的研究論文。該研究通過小鼠聽覺辨別任務，揭示了多巴胺系統(tǒng)并行編碼兩種預測誤差信號以支持不同學習模式的機制。

研究發(fā)現(xiàn)：1）紋狀體尾部多巴胺活動編碼動作預測誤差（與運動相關但獨立于獎賞價值），通過強化重復關聯(lián)支持習慣性學習；2）獎賞預測誤差系統(tǒng)（傳統(tǒng)RPE）則負責價值導向?qū)W習；3）計算建模與實驗證實，動作預測誤差雖不能單獨支持獎賞學習，但與RPE系統(tǒng)協(xié)同工作時，能以價值中立方式鞏固穩(wěn)定的聲音-動作關聯(lián)。

這些發(fā)現(xiàn)闡明了多巴胺系統(tǒng)通過紋狀體分區(qū)（價值相關區(qū)與運動相關區(qū)）并行處理兩種教學信號的計算原理，為理解習慣形成與目標導向行為的神經(jīng)基礎提供了新框架。

DOI：10.1038/s41586-025-09008-9

11、蝙蝠海馬對超大空間環(huán)境的片段化回放

2025年7月24日，以色列的學者聯(lián)合在Cell期刊上發(fā)表了題名為“Fragmented replay of very large environments in the hippocampus of bats”的研究論文。該研究通過在200米長隧道中記錄飛行蝙蝠的海馬活動，揭示了超大空間環(huán)境下記憶回放的新模式。

研究發(fā)現(xiàn)：1）睡眠和清醒靜息期均存在時間壓縮的重放序列，但不同于小尺度環(huán)境中的完整回放，這些回放呈現(xiàn)高度片段化特征，僅覆蓋約6%的環(huán)境范圍；2）單個神經(jīng)元依據(jù)其多重位置野在回放中多次放電；3）這種片段化回放可能反映神經(jīng)網(wǎng)絡的生物物理限制，同時有利于記憶"分塊"處理以促進海馬-新皮層信息傳遞。

這些發(fā)現(xiàn)顛覆了傳統(tǒng)記憶再激活理論，表明自然大尺度空間中的海馬回放機制存在根本差異：并非完整復現(xiàn)經(jīng)歷軌跡，而是通過提取關鍵片段來優(yōu)化記憶存儲效率，為理解真實世界環(huán)境中的記憶整合提供了新視角。

DOI：10.1016/j.cell.2025.05.024