8月14日,華中科技大學同濟醫學院88858cc永利官网、華中科技大學腦研究所魯友明教授課題組在 Nature 子刊、國際頂級神經科學期刊 Nature Neuroscience (自然·神經科學)雜志上在線發表了題為 “Serotonin receptor 2c-expressing cells in the ventral CA1 control attention via innervation of the Edinger-Westphal nucleus” 的研究論文,該研究發現調控注意力的新型神經細胞類型和神經環路,論文入選封面候選文章。論文的共同第一作者是88858cc永利官网2015級博士研究生李鑫焱、2016級博士研究生陳文婷和博士後潘锴博士。

圖1:解析調控注意力的重要環路機理和特異行為學方法
注意力(attention)是人類高級認知活動如記憶、觀察、想象和思維決策的基本要素,注意力缺陷是小兒注意缺陷多動障礙、老年癡呆等多種神經系統疾病的重要臨床特征。魯友明教授團隊首先應用遺傳學方法标記了在大腦皮層腹側海馬CA1區域的一類特異表達5-羟色胺受體2基因的新型興奮性神經細胞,并命名為Htr2c細胞。随後,課題組應用順行和逆行單突觸示蹤技術發現Htr2c細胞與腦幹動眼神經核(Edinger-Westphal)内表達膽囊收縮素(CCK)的神經細胞(命名為EW細胞)建立單突觸聯結。進一步的研究中,該團隊還應用了光遺傳學方法和電生理記錄的手段選擇性的調控Htr2c細胞的活性以及Htr2c細胞與EW細胞之間的突觸傳遞,結合廣泛的行為學篩選,發現Htr2c細胞及Htr2c-EW神經環路調控注意力。
該研究工作得到了國家自然科學基金創新研究群體項目(31721002)、重大研究計劃集成項目(91632306)、國家重大科研儀器研制項目(51627807)的資助。據悉,該團隊還鑒定出多個由腹側海馬腦區投射到其它腦區的新神經環路并深入解析它們的功能,相關研究工作将會陸續發表在高水平雜志上。

圖2:受雜志社要求設計的封面,一群小孩在聽私塾先生教授“動眼”“海馬”兩個詞組,其中兩個小孩子開小差,此時他們座下的神經元(綠色)處于靜寂狀态,而認真聽講的其他小孩注意力集中,其座下神經元(黃色)為激活狀态。