文獻速遞：頂刊CNS神經(jīng)領(lǐng)域研究新進展8月（下）

• 膽堿能神經(jīng)元活動通過毒蕈堿信號傳導促進彌漫性中線膠質(zhì)瘤生長
• 運動皮層中的內(nèi)部言語及其對言語神經(jīng)假體的啟示
• 免疫蛋白酶體擾亂神經(jīng)元代謝并驅(qū)動多發(fā)性硬化中的神經(jīng)退行性變
• 腦干鎮(zhèn)痛回路的軀體拓撲組織
• 利用微型循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡發(fā)現(xiàn)認知策略
• 預測和捕捉人類認知的基礎(chǔ)模型
• 人早期腦類器官發(fā)育的形態(tài)動力學
• 短肽如何解聚阿爾茨海默病中的Tau蛋白纖維
• 營養(yǎng)物質(zhì)激活小腸腸神經(jīng)元的不同模式

1、膽堿能神經(jīng)元活動通過毒蕈堿信號傳導促進彌漫性中線膠質(zhì)瘤生長

2025年8月21日，美國學者在Cell期刊上發(fā)表了題名為“Cholinergic neuronal activity promotes diffuse midline glioma growth through muscarinic signaling”的研究論文，揭示了中腦膽堿能神經(jīng)元通過遠程投射調(diào)控彌漫性中線膠質(zhì)瘤（DMG）增殖的神經(jīng)環(huán)路機制。
 

研究發(fā)現(xiàn)：光遺傳學刺激腳橋核（PPN）和背外側(cè)被蓋核（LDT）可分別促進腦橋和丘腦區(qū)域的DMG增殖；疾病進程中DMG小鼠表現(xiàn)出膽堿能神經(jīng)元活性增強和乙酰膽堿釋放增加。單細胞測序顯示DMG樣本中CHRM1/CHRM3受體高表達，藥理學或遺傳學阻斷M1/M3受體可完全抑制膽堿能驅(qū)動的腫瘤增殖。值得注意的是，膽堿能信號同時促進健康少突膠質(zhì)前體細胞（OPCs）的增殖，表明腫瘤細胞劫持了正常的神經(jīng)發(fā)育機制。

該發(fā)現(xiàn)揭示了腦干神經(jīng)調(diào)制系統(tǒng)在腫瘤微環(huán)境中的重要作用。
DOI：10.1016/j.cell.2025.05.031

2、運動皮層中的內(nèi)部言語及其對言語神經(jīng)假體的啟示

2025年8月21日，美國學者在Cell期刊上發(fā)表了題名為“Inner speech in motor cortex and implications for speech neuroprostheses”的研究論文。

研究通過多單元記錄發(fā)現(xiàn)：內(nèi)部言語在運動皮層中存在穩(wěn)健表征，可實現(xiàn)實時句子解碼。雖然內(nèi)部言語與嘗試發(fā)聲的神經(jīng)表征高度相關(guān)，但研究識別出區(qū)分二者的"運動意圖"神經(jīng)維度。實驗證明在序列回憶和計數(shù)任務中可解碼部分自由形式的私密內(nèi)部言語。針對腦機接口（BCI）的隱私風險，研究進一步提出了高保真防護策略，能有效防止無意解碼私密內(nèi)部言語。

這些發(fā)現(xiàn)既為通過內(nèi)部言語實現(xiàn)免疲勞的BCI控制提供了新路徑，同時建立了保護神經(jīng)隱私的技術(shù)方案。

DOI：10.1016/j.cell.2025.06.015 

3、免疫蛋白酶體擾亂神經(jīng)元代謝并驅(qū)動多發(fā)性硬化中的神經(jīng)退行性變

2025年8月21日，德國、瑞士、西班牙以及丹麥的學者聯(lián)合在Cell期刊上發(fā)表了題名為“The immunoproteasome disturbs neuronal metabolism and drives neurodegeneration in multiple sclerosis”的研究論文，揭示了神經(jīng)炎癥中免疫蛋白酶體介導的神經(jīng)元代謝紊亂新機制。

研究發(fā)現(xiàn)干擾素-γ通過誘導免疫蛋白酶體亞基PSMB8表達，破壞蛋白酶體穩(wěn)態(tài)并降低其活性，導致代謝調(diào)節(jié)因子PFKFB3積累。這引發(fā)神經(jīng)元糖酵解異常增強、磷酸戊糖途徑抑制、氧化損傷和鐵死亡。通過神經(jīng)元特異性敲除PSMB8或系統(tǒng)性抑制PFKFB3，能在體外和多發(fā)性硬化（MS）小鼠模型中有效保護神經(jīng)元。

該研究首次建立了神經(jīng)炎癥-蛋白酶體功能障礙-代謝失衡的因果鏈條，為MS等神經(jīng)退行性疾病提供了靶向神經(jīng)保護治療新策略。

DOI：10.1016/j.cell.2025.05.029

4、腦干鎮(zhèn)痛回路的軀體拓撲組織

實驗采用虛假標注的"利多卡因"乳膏（實際為安慰劑）分別作用于面部、手臂和腿部，通過7T磁共振成像技術(shù)觀察到：面部鎮(zhèn)痛激活PAG/RVM吻側(cè)區(qū)域，而手臂和腿部鎮(zhèn)痛激活更尾側(cè)區(qū)域，且鎮(zhèn)痛效應僅局限于條件刺激部位。值得注意的是，疼痛輸入與鎮(zhèn)痛響應在PAG內(nèi)共享相同的空間拓撲結(jié)構(gòu)。

該研究首次證實PAG能以高度空間特異性的方式調(diào)控局部鎮(zhèn)痛，為開發(fā)靶向疼痛控制療法提供了神經(jīng)機制基礎(chǔ)。

DOI：10.1126/science.adu8846

5、利用微型循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡發(fā)現(xiàn)認知策略
 

2025年8月2日，美國學者在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Discovering cognitive strategies with tiny recurrent neural networks”的研究論文，研究提出一種基于微型循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡（RNNs）的新建模方法，用于發(fā)現(xiàn)決策過程中的認知算法。

研究表明，僅含1-4個單元的RNNs在六種經(jīng)典獎賞學習任務中，不僅能超越傳統(tǒng)認知模型的預測性能，還能與大型神經(jīng)網(wǎng)絡媲美，精準預測個體動物和人類的選擇行為。通過動力學系統(tǒng)理論對訓練后的網(wǎng)絡進行解析，研究者實現(xiàn)了認知模型的統(tǒng)一比較，揭示了選擇行為的詳細機制。該方法還能量化行為維度復雜度，并解析元強化學習AI智能體的內(nèi)部算法。

該研究為發(fā)現(xiàn)可解釋的認知策略提供了系統(tǒng)框架，為研究健康與功能障礙認知機制奠定了基礎(chǔ)。

DOI：10.1038/s41586-025-09142-4

6、預測和捕捉人類認知的基礎(chǔ)模型

2025年8月2日，德國、英國、美國聯(lián)合瑞士的學者在Nature期刊上發(fā)表了題名為“A foundation model to predict and capture human cognition”的研究論文。

研究提出Centaur計算模型，通過在大規(guī)模心理學數(shù)據(jù)集Psych-101（包含160項實驗、超6萬名參與者的1000萬次選擇數(shù)據(jù)）上微調(diào)先進語言模型，實現(xiàn)了對自然語言描述實驗中人類行為的預測與模擬。該模型不僅能比現(xiàn)有認知模型更精準地預測被試行為，還可泛化至未見過的任務背景、結(jié)構(gòu)修改及全新領(lǐng)域。微調(diào)后模型內(nèi)部表征與人類神經(jīng)活動更趨一致。

研究表明跨領(lǐng)域統(tǒng)一人類行為計算模型的可行性，為認知理論發(fā)展提供了新范式。研究者通過案例驗證了該模型指導認知理論開發(fā)的潛力。

DOI：10.1038/s41586-025-09215-4

7、人早期腦類器官發(fā)育的形態(tài)動力學

2025年6月18日，瑞士學者在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Morphodynamics of human early brain organoid development”的研究論文，研究通過建立長期活體光片顯微鏡技術(shù)，結(jié)合新型雙通道多蛋白標記策略與計算解復用方法，實現(xiàn)了對未引導腦類器官發(fā)育過程中組織形態(tài)和細胞行為的多維度量化。

研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)上皮管腔擴張與細胞形態(tài)變化受細胞外基質(zhì)通路和機械感應調(diào)控，外源基質(zhì)可增強管腔擴張并促進端腦形成，而缺乏基質(zhì)會導致神經(jīng)嵴分化傾向和尾側(cè)化組織特征。機制上證實基質(zhì)誘導的腦區(qū)化與WNT/Hippo（YAP1）信號通路相關(guān)，其中WNT配體分泌介質(zhì)（WLS）的空間限制性表達標記了非端腦腦區(qū)的最早出現(xiàn)。

該研究為人類大腦形態(tài)動力學研究提供了新范式，揭示了機械感應在腦區(qū)化中的核心作用。

DOI：10.1038/s41586-025-09151-3

8、短肽如何解聚阿爾茨海默病中的Tau蛋白纖維

2025年7月9日，美國學者在Nature期刊上發(fā)表了題名為“How short peptides disassemble tau fibrils in Alzheimer’s disease”的研究論文，研究揭示D型肽DTLKIVWC解聚阿爾茨海默病（AD）tau纖維絲的新機制。

研究發(fā)現(xiàn)D-肽需自組裝成類淀粉樣“模擬淀粉樣”纖維才能發(fā)揮解聚作用：當與AD-tau結(jié)合時，原本右旋的模擬淀粉樣纖維被強制扭曲為左旋構(gòu)象，隨后通過向左旋松弛態(tài)的轉(zhuǎn)換釋放應變能，產(chǎn)生足以破壞tau分子間氫鍵的扭矩，從而實現(xiàn)tau纖維絲斷裂。

這種應變釋放機制也存在于其他淀粉樣纖維解聚過程，為開發(fā)靶向淀粉樣疾病的首創(chuàng)療法提供了新思路。

DOI：10.1038/s41586-025-09244-z

9、營養(yǎng)物質(zhì)激活小腸腸神經(jīng)元的不同模式

2025年8月9日，比利時、瑞士以及英國的學者聯(lián)合在Nature期刊上發(fā)表了題名為“Nutrients activate distinct patterns of small-intestinal enteric neurons”的研究論文，本研究通過鈣成像技術(shù)揭示腸道神經(jīng)系統(tǒng)（ENS）感知管腔營養(yǎng)物的細胞通路。

研究發(fā)現(xiàn)不同營養(yǎng)素可激活肌間神經(jīng)叢和黏膜下神經(jīng)叢中特定神經(jīng)化學特征的神經(jīng)元集群。腸神經(jīng)元并非直接感應營養(yǎng)物，而是主要通過上皮細胞介導的5-羥色胺信號通路間接檢測管腔化學物質(zhì)。研究還發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)信號沿腸道徑向軸存在空間分布特征：部分起源于絨毛上皮的信號先傳遞至肌間神經(jīng)叢，再反饋至更靠近管腔的黏膜下神經(jīng)叢。

這些發(fā)現(xiàn)闡明了ENS區(qū)分不同管腔化學物質(zhì)的細胞機制及其跨上皮傳遞路徑。

DOI：10.1038/s41586-025-09228-z