成年植物体感皮层节令可塑性研讨获停顿

中国迷信院深圳先进技术研讨院脑认知与脑疾病研讨所研讨员Robert Naumann率领团队，整合国内资本，结合来自德国、以色列的迷信家，研讨了小臭鼩（Etruscan Shrew）脑构造和功效随节令性的变动，解释了夏季植物体感皮层中更多神经元被触觉旌旗灯号克制的试验征象，提醒了小臭鼩夏季捕猎时对猎物选择“寒不择衣”的自然征象的神经机制。

小臭鼩是最小的陆生哺乳植物之一，属于鼩鼱科的一种，体重仅2克，次要散布在欧亚年夜陆北纬10度到40度的亚寒带和温带地域。小臭鼩娇小的体型招致其代谢率极高，却无奈贮存额定能量。为顺应生活情况，小臭鼩演变出日间休眠以及夏季的“戴耐尔”征象（Dehnel公众s effect）。为研讨“戴耐尔”征象，研讨团队应用核磁共振、在体双光子钙成像、原位杂交等技术，从年夜体剖解追踪到细胞程度的变动，从行动学追踪到皮层神经元活性的变动，明白了冬夏两季植物皮层神经元修建的变动。

研讨职员通过核磁共振恒久追踪小臭鼩的多个脑构造，发现年夜脑皮层是放大显着的构造之一，夏季皮层厚度比冬季放大约10%。因为小臭鼩目力不蓬勃，捕食次要依赖触觉，通过对触觉高度敏锐的髯毛来定位猎物。后期研讨还发现小臭鼩是捕猎高手，从碰触猎物到咬死猎物仅需几百毫秒，做到“秒杀”。

基于上述征象，团队将研讨集中在小臭鼩的体感皮层。研讨发现，体感皮层的第四层神经元，也便是能量代谢需求兴旺的皮层亚层，其厚度在夏季削减28%，其它亚层厚度没有显着变动。在皮层第四层中，存在Parvalbumin阳性中心神经元（PV神经元），这类克制型神经元次要功效是克制周边神经元活性。脑片染色显示，夏季植物中PV神经元数量较冬季削减，这为研讨任务提供相识剖学上的数据撑持。

神经元对触觉旌旗灯号的反馈可以分为被激活、被克制或无反馈三类。通过在体双光子钙成像试验，研讨职员反复拨动小臭鼩的髯毛，记载皮层神经元的钙旌旗灯号，定量神经元对触觉刺激的反馈。通过比拟秋夏季与春冬季的试验，研讨发现，在夏季有更多的神经元被触觉旌旗灯号激活，与剖解学数据PV神经元在春冬季增多相一致的是，第四层中的神经元被触觉刺激克制的比例是秋夏季的2.3倍。研讨标明，小臭鼩夏季皮层比冬季薄，且克制性神经元较少，招致其秋夏季体感皮层神经元更容易被触觉刺激激活。

2012年，研讨发现小臭鼩是一个“美食家”。在食品短缺的时分，它们偏好捕猎多汁的蟋蟀和蠕虫，而不是有厚重外甲的土元。然而，在食品匮乏的时分，小臭鼩也可以退而求其次，捕猎土元果腹。在冬天食品匮乏的环境下，下降体感皮层检测触觉旌旗灯号的阈值，可以令小臭鼩不“挑食”，提升其生活几率。是以，夏季削减皮层体积不仅节约能量耗费，也是一种应答顽劣情况的神经顺应机制，该研讨为懂得神经体系应答生态情况挑战的顺应机制，提供了新视角。

节令性神经体系的变动因为光阴跨度长，采样困难、试验周期久，相关研讨少见。该研讨通过恒久追踪单个个别以及跨年度对群体植物进行记载，在细胞程度、心理程度及年夜体剖解分歧层面，提醒了冬夏两季植物皮层的自然变动。这种永劫程的神经体系顺应性变动，可以为是神经可塑性的一种表示模式。有别于培训影象这种短时程的变动，节令性的神经可塑性的分子机制有待进一步研讨。 (100yiyao.com）