人 类

中脑黑质的结构损伤影响帕金森患者的序列工作记忆

人们每天都要处理大量的序列信息，谈话时要决定先说什么后说什么，干活时要决定先做什么后做什么。在健康成人的大脑中，序列信息的加工由前额叶—基底节网络负责，其中基底节包括纹状体、苍白球和丘脑底核等重要结构。与健康对照者相比，帕金森患者的中脑黑质致密部神经黑色素高信号区域显著减小，说明患者中脑黑质致密部的结构受损。为了探索帕金森病序列工作记忆损伤的深层机制，研究人员利用磁共振成像技术，检测了29例帕金森患者和29例健康对照者的中脑黑质致密部神经黑色素高信号区域的面积，同时，检测了他们在数字序背任务中的行为表现和脑部活动。在数字序背任务中，与健康对照者相比，帕金森患者的丘脑底核激活过高，纹状体和苍白球激活不足，中脑黑质与丘脑底核、纹状体和苍白球的功能连接减弱。帕金森患者的中脑黑质致密部神经黑色素高信号区域越小，与序列加工有关的纹状体激活程度越弱，加工序列信息的能力也越差。临床常用的抗帕金森药物如多巴胺受体激动剂，虽然可以调节丘脑底核的激活，却不能有效提高帕金森患者的序列加工能力。这项研究为治疗帕金森病提供了新的思路。（The Journal of Neuroscience, 41(29):6304-6313）

视网膜中存在警报专线

大脑的视觉系统使我们感知到外部的视觉环境。同时，视觉系统还具有其他更加保守的功能，例如感受昼夜节律、调控情绪以及介导一些本能行为等。组合编码是传统视觉感知的编码方式，可以为大脑提供清晰而完整的图像，但是这种方式具有反应时间慢、处理信息冗余等缺点。担当保守功能的视觉系统中具有另外一种快速编码的方式，可通过一条警报专线将特定关键信息快速传递给大脑并触发行为。视网膜中一类非常保守的神经节细胞是这一警报专线的开端。这类名为瞬时撤光型α细胞的神经节细胞具有巨大的胞体和宽广的树突丛，使它们像雷达天线一样可以大面积地搜索视野中的信息。同时，它们通过粗壮的轴突将电信号传送到大脑。此类细胞可以编码逼近视觉刺激的大小，一旦被激活，就能通过动作电位的频率报告给大脑：危险正在靠近！通过转基因小鼠，可以将这类细胞“点亮”，让它在众多的细胞中脱颖而出，更容易被研究人员看到。实验发现：如果伪造信号，即使没有实实在在的危险，激活的α细胞也会让大脑信以为真，快速控制小鼠做出逃跑或者僵直的防御行为来保命。相反，如果人为地让此类细胞沉默，使其在看到危险刺激时也发不出警报信号，那么再给予小鼠逼近的视觉刺激时，小鼠竟然和没看到危险一样，还是闲庭漫步地游荡，没有一点害怕的感觉。通过对转基因小鼠视觉系统的研究，可以建立人类视觉感知的模型。（Current Biology, 31(11): 2263-2273.e3）

古线粒体全基因组研究解密山东人群演化史

近日，国内首次对山东地区人群母系遗传历史进行了长时间跨度、广地理尺度的研究。研究团队利用高效的古DNA捕获技术，获得了距今9500—1800年前的山东地区12个古代遗址的86条线粒体全基因组序列。这些古代样本在地理上分布在山东的内陆和沿海地区，时间跨度近7700年。根据分子方差分析法（Analysis of molecular variance）检测出来的不同时间段的人群间的差异，山东地区的人群可以分为距今约9500—4600年前的早期人群和距今约4600—1800年前的晚期人群。在早于4600年前的样本中发现了在现今东亚南、北方人群中常见的单倍体群D4、D5、B4c1和B5b2，即早期山东人群已经拥有了东亚南方和北方人群的母系遗传特点。相较早期山东人群，晚期山东人群中新增了多种线粒体单倍体群。这些都暗示：在龙山文化时期及之后的山东地区古代人群受到了其他地区人群的影响，这些影响丰富了山东地区人群母系遗传结构的多样性。从距今约3100年前开始，山东的沿海和内陆地区的人群也可能发生了基因互动，比如共享了线粒体单倍体群M8和A，导致了从距今3100年前开始山东地区沿海和内陆的人群间母系遗传结构的差异大幅降低。而通过构建B5b2支系的系统发育树和计算B5b2支系下各单倍体型的分歧时间可知：在B5b2支系下，距今约9500年前的扁扁洞个体、距今5500—5300年前的北阡遗址个体，可能与该谱系的某些东亚人群和北亚人群的祖先有关，即B5b2这一支系人群很有可能是从山东地区向外部地区进行扩散的。（Science Bulletin,66(11): 1129-1135）