《科学》
额叶运动皮层丛状树突使灵活学习成为可能
德国柏林洪堡大学的Matthew E. Larkum团队发现,额叶运动皮层的丛状树突能够使灵活的学习成为可能。相关论文5月7日发表于《科学》。
研究人员发现,对决策至关重要的输入集中在ALM第5b层锥体神经元的顶丛树突上。因此,研究人员分析了这些树突在规则转换范式中的作用。树突抑制层1中间神经元的激活损害了再学习,但不影响先前学习的行为。这种作用深刻抑制了树突轴的整体钙活性,但不抑制脊髓的局部瞬态,同时还减少了突发放电。
此外,对丛状树突的兴奋性突触输入表现出规则依赖性。研究团队得出结论,树突钙信号是灵活学习的关键计算组成部分。
灵活的学习依赖于整合感官和情境信息来调整不同环境下的行为输出。前外侧运动皮层是啮齿动物行为选择的重要脑区。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1126/science.adx4358
《自然》
研究提出磁共振成像数据采集与处理新方法
美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的团队提出一种名为“多路复用磁共振成像(MRx)”的磁共振成像(MRI)数据采集与处理新方法。相关成果5月6日发表于《自然》。
50年来,MRI彻底改变了诊断放射学和临床医学。然而,MRI的临床应用仍主要局限于宏观组织病理学的视觉检查。由于肿瘤、多发性硬化(MS)和神经退行性疾病等具有高度异质性,临床急需一种能够提供定量生物标志物用于组织表征的无创成像技术,以实现个体化精准医疗。
MRx旨在实现多种分子的高分辨率同步多参数定量成像。研究证明,在标准临床环境下,MRx能够获取全脑的大量定量结构、生理和分子生物标志物。这些生物标志物可定义有效的组织状态指数,用于肿瘤和多发性硬化的疾病分型及病灶特征刻画。
研究预期,MRx将显著增强MRI在众多神经系统疾病诊断、监测及疗效评估方面的能力,并为科研和临床应用的脑部成像带来变革性影响。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41586-026-10475-x
树木群落资源经济调控土壤食物网的多功能性
瑞典农业科学大学的Ludovic Henneron团队报道了树木群落资源经济可调控土壤食物网的多功能性。相关研究成果5月6日发表于《自然》。
植物通过塑造微环境及提供驱动食物网能量流动的初级生产,影响着陆地生态系统功能。然而,植物群落属性如何通过食物网中的能量通量影响生态系统功能,尤其是在传导大部分植物源能量的土壤食物网中,仍然研究很少。
研究组采用食物网能量学方法,揭示了在欧洲森林中,优势树种的资源经济策略控制着土壤食物网的多功能性。与资源保守型树种为主的群落相比,资源获取型树种为主的群落促进了多种土壤营养功能更快的代谢速率。这些效应主要源于更高质量的凋落物和更温暖的森林微气候,从而导致土壤生物代谢活性增强。因此,树种组成解释了土壤食物网多功能性的很大一部分变异,其解释程度与不同地点间生物地理差异相当。
相比之下,3个树种的混交林相对于纯林表现出微弱的负效应,这主要由于能量通道从活细根向凋落物转移,以及对森林微气候的降温效应。尽管地上部树木生物量生产存在超产效应,但上述现象仍然发生,这表明地上与地下的多样性效应存在差异。
新发现强调了与资源经济相关的植物功能性状作为土壤食物网功能驱动因素的重要性,并展示了气候变化驱动的树种组成变化可能如何改变森林土壤的功能。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41586-026-10455-1
《自然-方法学》
新装置允许小鼠在光度测定和电生理记录的同时自由移动
美国哥伦比亚大学的Peter D. Balsam团队,研制出允许小鼠在进行光度测定和电生理记录的同时自由移动的自动装置。相关论文5月11日发表于《自然-方法学》。
这种新设备的自动方向跟踪系统,允许受试者在最少的监督下自由移动多个小时,而且不会牺牲数据质量。该设备是模块化的,适应性强,与大多数录音系统兼容,并配备了附加功能。为证明它的实用性,研究小组在小鼠执行奖励学习任务时,同时跟踪细胞外纹状体多巴胺和单神经元放电。小鼠表现出出色的活动能力,研究人员观察到纹状体放电和多巴胺信号之间的逐次相关性。
据了解,光度学和电生理学是研究大脑行为关系的有力工具。把这些技术结合到自由运动的动物身上,有助于揭示诸如神经调节剂如何影响行为过程中的神经元放电率之类的问题。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41592-026-03092-z
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