撥雲見日：腦科學研究新進展

大腦是人體的「司令部」，控制著身體各個部分精密、複雜而又有條不紊的運轉。人類大腦雖然體積不大，重量只佔身體比重的2%~3%，但神經元卻有850多億個，它的複雜性遠遠超出了人類目前的認知能力，是最複雜、最神秘，也是最難研究的部分。探索大腦的秘密是目前人類面臨的巨大挑戰，近期，大腦領域的研究取得了突破性進展。

8月11日，發表在《Science》雜誌上的論文顯示，洛克菲勒大學的兩位科學家Winrich Freiwald和Sofia Landi利用恆河獼猴新發現了兩個與臉部識別有關的區域，能將視覺感知與不同種類的記憶相結合。

先前的研究表明，大腦中有一個能夠對臉部做出選擇性響應的區域。此次，研究人員將猴子的面孔分為3類：長期熟悉的面孔——來自與實驗獼猴一起生活多年的猴子，視覺上熟悉的面孔——實驗獼猴已觀看數百次這些臉的照片，以及完全陌生的面孔。他們用功能性磁共振成像測量了獼猴對這3類猴子臉部的照片做出反應時大腦的活性。結果顯示：長期熟悉的面孔使大腦表現出更多的活動，並且促進了兩個之前未知的臉部選擇性區域——分別位於與陳述性記憶和與社會知識相關的區域的激活，而視覺上熟悉的面孔使某些區域活動減少；此外，當獼猴看到長期熟悉面孔的模糊圖像時，之前已知的面部處理區域的活動隨著時間的延長而穩步增加，而新發現的兩個區域的活動很少，但隨後突然出現一個激增，這讓研究人員聯想到當我們識別出一個熟悉的臉時的「頓悟」感。（8月13日生物谷網）

恆河獼猴是最常見的一種猴，它臉部處理系統與人類很相似，面部處理網路比人類的更好理解，且更容易被研究，因而被選為實驗對象。該研究使人類進一步認識大腦對不同熟悉程度的臉作出不同的響應，有利於深入研究與面部識別相關的神經機制。

癢，是我們經常體驗到的一種感覺。《Science》雜誌8 月18 日刊登的一篇論文首次揭示了一條從脊髓向大腦傳遞癢覺信息的長程神經環路，為尋找慢性癢和過敏性癢等潛在治療靶點提供了新方向。

科學家對脊髓水平的癢覺信息處理的分子和細胞機制已經有了較為深入的認識，而「癢覺信息如何從脊髓傳遞到大腦」這一問題一直困擾著科學家們，這是癢覺研究領域的核心問題之一。為解決這一問題，中國科學院上海生命科學研究院神經科學研究所、中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心、神經科學國家重點實驗室孫衍剛研究組利用小鼠展開了研究。

之前的研究已經發現，脊髓中的一類癢覺細胞表達胃泌素釋放肽受體（GRPR）。根據臂旁核在癢覺信息處理過程中被激活，研究人員推測，脊髓水平這些GRPR陽性的神經元可能通過與一類直接投射到臂旁核的神經元形成突觸聯繫，從而間接地將癢覺信息傳遞到大腦。隨後，他們構建了GRPR神經元轉基因小鼠，並表達光敏感通道，通過實驗，提示了脊髓水平GRPR陽性神經元可以通過激活投射到臂旁核的神經元，間接地向臂旁核傳遞癢覺信息。為了驗證脊髓到臂旁核的通路參與了癢覺信息處理，他們通過光遺傳學技術操控脊髓到臂旁核環路的活性，發現抑制該環路可減少癢覺誘發的抓撓行為，而該行為從行為學水平也得到證實；通過在體光纖鈣成像、胞外電生理記錄等技術，發現臂旁核細胞的活性在癢覺誘發抓撓行為過程中顯著升高。（8月18日上海生命科學研究院）

像癢等身體感覺與其他活動都是由大腦控制的，而美國布法羅大學的研究人員逆轉了這一方向，他們開發了一種磁熱刺激的技術，通過此技術刺激小鼠大腦相關區域，進而成功控制了小鼠的身體運動。該研究發表在8 月15 日的《eLife》上。

他們先利用基因工程使特定神經元表達熱激活離子通道，再將特製的磁性納米粒子注入小鼠大腦目標區域。當交變磁場作用於大腦時，納米粒子的磁化迅速翻轉，產生熱量，目標細胞變熱，從而使溫度敏感性的離子通道打開，刺激神經元放電。他們在小鼠大腦中成功激活了3 個區域並都作出相應的反應：運動皮層的刺激使小鼠移動；紋狀體深部的刺激使小鼠轉圈；腹側和背側紋狀體脊附近的刺激使小鼠無法移動四肢。小鼠的大腦被刺激了幾次，目標神經元仍沒有損傷跡象，該研究的首席研究員、布法羅大學藝術與科學學院的物理學教授Arnd Pralle說，與其他技術相比，磁熱刺激有一些優勢，它可以遠程進行，創傷更小。接下來，研究人員要繼續深入這項研究，在小鼠大腦中使用磁熱刺激同時激活和沉默多個腦區。（8月22日生物探索網）

這項新技術不僅幫助科學家們尋求通過大腦刺激來治療抑鬱症和癲癇等與神經相關的疾病，還給神經科學家提供了一種通過遠程、微創的方式來觸發大腦深部活動的新方法。

人類對大腦的不斷探索不僅有助於我們了解大腦的秘密，有助於深入理解帕金森症等多種疾病並尋求可靠的新療法，還會促進人工智慧快速發展。這將使人類的生活質量產生質的飛躍。為了探究大腦的奧秘，人類啟動了國際性的大計劃——「人類大腦計劃」。未來，將會有更多位居前沿的腦研究的成果湧現，我們堅定的相信並無比的期待！

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