Tianqiao & Chrissy Chen Institute – Change perception, change your world | Chen Institute

一部分的神经退行性病变由线粒体的代谢障碍所引起。线粒体对维持神经元的正常供能尤为重要，而许多理论都认为，当线粒体的代谢出了问题，那么神经元的变性和死亡将不可避免，因为神经元几乎不具备通过调整自身代谢状况来适应外界剧烈变化的能力。在对变性神经元的全蛋白组进行分析后，该团队发现，上述这种观点是有误的。事实上，当线粒体的功能产生障碍时，神经元内的代谢过程会发生重组，开始进行三羧酸循环回补反应。这一适应性改变能减缓神经元变性的进程，如果终止该反应，神经元便会迅速死亡。对神经元这种代谢上的适应能力的理解有助于线粒体异常类神经疾病的靶向药开发。

虽然已知成年人的大脑具有功能性上的灵活性——即一种可自由进行功能切换的能力，但这种灵活性在大脑发育早期是如何显现的却尚未知晓。通过对52名0-2岁的婴幼儿进行长期跟踪调查，研究人员发现，与注意力、记忆、自控力等高级认知功能以及运动能力相关的区域其功能灵活性会随着年龄的增长而不断提高，但诸如视觉皮层等负责大脑基础功能的模块其中的神经元灵活性则不会发生太大的改变。幼儿期认知模块的灵活性与长大后的学业表现成正相关，而成熟较早的视皮层区域的高度灵活性却和认知能力的低下有一定的联系。这一发现揭露了神经元灵活性在发育过程中的重要特性，有助于我们对发育障碍类疾病其脑神经学基础的理解。

青少年时期的社交隔离会对成年后的脑功能和社交能力产生严重影响，但其中具体的神经学机制却尚不明确。最新研究结果表明，断奶后接受两周社交隔离的雄性小鼠成年后其内侧前额叶皮质(mPFC)中的神经元投射到后脑室旁丘脑(pPVT)的信号通路在社交时会无法被激活，致使这些小鼠出现社交能力低下的情况。使用光遗传学和化学遗传学方法对mPFC→pPVT的投射进行刺激就能改善其社交能力缺陷问题。鉴于社交孤独感会促使各种心理疾病的发生，这一神经机制的发现不单有助于我们理解大脑社交区域的发育原理还为心理疾病的治疗提供了新思路。经颅磁刺激技术和经颅直接电流刺激法或可能对该回路进行干预，从而达到治疗由孤独感所引起的各种心理疾病的目的。

突触是神经信号从一个细胞传递到另一个细胞的连接点。这些连接点的结构会不断发生变化，以适应大脑内的各种生理需求。当突触的重塑过程产生问题，那么神经间的信号传输就会变得紊乱，甚至中断，从而引发自闭症、癫痫、阿兹海默症等神经类疾病。一种新研发的人工支架蛋白CPTX可以起到对突触这一结构的修复和加强作用。使用该合成蛋白后，患有爱茨海默症小鼠的记忆与认知功能有了明显的改善，其神经元间的化学传导和突触棘的密度都所有增加。除了阿兹海默症外，这种蛋白还能用于治疗由脊柱损伤或小脑共济失调所造成的运动问题。研究人员表示，CPTX在建立和加强神经连接方面甚至可以比某些天然类似物做得更好。这一成果的发现对神经退行性疾病的药物开发有很大的帮助，将思路从阻止疾病的进一步恶化转变成对脑功能的主动修复。虽然离临床应用还有一段距离，但在未来，我们将对神经网络拥有更强的干预力。

转位因子，又被称作为“跳跃基因”，是一类能在DNA分子中移动位置的特异性核苷酸序列片段。它们能和转录因子相结合，影响基因的表达。在该实验中，研究人员发现两种灵长类所特有的KRAB锌指蛋白会在胚胎发育早期通过抑制这些“跳跃基因”的活动使神经元进行正常分化并保护其免受炎症反应的影响。这一研究结果加深了我们对大脑早期发育机制的理解，为各类神经退行性疾病和神经发育类疾病的研究提供了新线索。

在肢体神经移植的过程中，时间是决定成败的一个关键因素。如果神经不能以足够快的速度生长至指定肌肉位置，那么移植就会失败。这也是为什么下肢远端神经移植比上肢神经移植成功率低的原因。而该研究则发现，在进行移植前一周花一小时以20赫兹的频率刺激所需移植的神经可以使其在移植后的生长速度快上3-5倍。虽然此次的研究只进行了将胫神经束移至腓总神经残端以治疗足下垂的实验，但据称，这种电刺激法可适用于周围神经系统中的任何部位。使用该方法我们就可以以人为的手段扩大神经再生的无限潜力。

学步期是认知功能产生飞速发展的一个时期，在这个阶段使用触摸屏是否会对孩子的注意力产生负面影响是家长们十分关心的一个话题。在进行了为期3年半的跟踪调查后，实验人员发现，频繁使用触摸屏的孩子相比其他儿童会对明显的视觉信号做出更为快速的反应。由此可见，触摸屏的使用并不会损害幼儿的注意力。但就触摸屏的使用与这种快速响应是否具有因果关系以及其他种类的现代化电子产品会对儿童的注意力发展产生何种影响，还需要进一步的研究证实。

对神经元进行分类能帮助我们理解神经系统的功能以及其进化和发育过程。然而，目前可用于描述神经元类型的方法却过于繁杂。在这项研究中，该团队发现一个家族的蛋白就可以用来定义秀丽隐杆线虫的118种神经细胞。这种对同源异型蛋白表达的组合方式进行分析的方法提供了迄今为止可用于区分神经元类型的最小单位描述符。并且，从同源异形盒基因拥有广泛定义能力这一事实中我们可以推测出，这个家族的基因在神经系统的进化过程中起着重要的作用。这一发现能帮助科学家更好的对各种类型的神经细胞进行定义和分类，并有助于我们加深对脑神经系统发展过程的理解。