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神經(jīng)科學(xué)的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)就是了解大腦如何適應(yīng)不斷變化的世界，即使是在相對靜態(tài)的解剖結(jié)構(gòu)下，大腦區(qū)域在結(jié)構(gòu)和功能上彼此相互關(guān)聯(lián)的方式（其連接性）是一個關(guān)鍵的組分，為了能解釋其動態(tài)學(xué)變化和功能，研究人員就需要在拼圖中加入另一塊，即受體。近日，一篇發(fā)表在國際雜志Nature Neuroscience上題為“Gradients of neurotransmitter receptor expression in the macaque cortex”的研究報告中，來自布里斯托大學(xué)等機構(gòu)的科學(xué)家們通過研究在理解機體整個大腦的受體分布上取得了重要的進展。如今這些研究數(shù)據(jù)能通過人類大腦研究計劃（HBP）的EBRAINS基礎(chǔ)設(shè)施免費提供給神經(jīng)科學(xué)界的研究人員。
文章中，研究人員使用自動射線照相技術(shù)來分析非常薄的體外大腦切片組織上神經(jīng)遞質(zhì)受體的密度，他們測定了獼猴機體中109個區(qū)域中14種神經(jīng)遞質(zhì)受體類型的密度，而且這些數(shù)據(jù)能與多種結(jié)構(gòu)參與一起被整合到神經(jīng)成像的模板中。受體是大腦中信號傳輸?shù)年P(guān)鍵分子，在一個神經(jīng)元內(nèi)，信息的傳輸是通過電信號沿著軸突發(fā)生的，但神經(jīng)元之間的信息轉(zhuǎn)移通常需要釋放名為神經(jīng)遞質(zhì)的分子進入到細胞外空間中，并與靶向神經(jīng)元上的受體相結(jié)合。
研究人員揭開了每個神經(jīng)元受體表達的一級和二級梯度，換句話說，他們繪制出了整個大腦皮層的受體密度圖譜，并識別出了兩個主要的排布方式，從而就揭示了大腦皮層的分子和神經(jīng)元組織之間的關(guān)聯(lián)。研究者Nicola Palomero-Gallagher博士解釋道，獼猴大腦皮層中受體組織的兩條主要軸線與兩個不同的功能系統(tǒng)相一致，即感覺-認知網(wǎng)絡(luò)和外部-內(nèi)部認知網(wǎng)絡(luò)，這也是研究人員首次描述其二者之間的這種關(guān)聯(lián)。
人類大腦研究計劃提供機體大腦神經(jīng)受體組織的新見解。
圖片來源：Nature Neuroscience(2023). DOI:10.1038/s41593-023-01351-2
這項研究中，研究人員將新型的神經(jīng)遞質(zhì)受體數(shù)據(jù)與多個層次的解剖學(xué)和功能數(shù)據(jù)整合到Y(jié)erkes19皮層表面的共同皮層空間中，Yerkes19皮層是一種經(jīng)常被研究人員所使用的非人類靈長類動物模板；迄今為止，很少有研究將獼猴大腦的體外解剖學(xué)與體內(nèi)成像結(jié)果進行整合，而創(chuàng)建公開訪問的整個大腦皮層受體表達圖，或許就能整合神經(jīng)成像的數(shù)據(jù)，比如正如人類大腦研究計劃的科學(xué)家們所做的，這或許就能加速跨物種的轉(zhuǎn)化和研究。
研究者表示，這一研究結(jié)果或會免費提供給神經(jīng)科學(xué)界的研究人員，以便其能被其它旨在開發(fā)其它生物信息學(xué)模型的計算神經(jīng)科學(xué)家們所使用，這項研究所產(chǎn)生的部分研究數(shù)據(jù)目前已經(jīng)在一種計算模型中得以實現(xiàn)，該模型揭示了多巴胺是如何將信息送入大腦額葉的工作記憶網(wǎng)絡(luò)中去的。綜上，本文研究結(jié)果表明，獼猴或許有望成為血清素處理加工和紊亂研究的一種非常有希望的轉(zhuǎn)化模型，而受體梯度或許能促使感覺皮層區(qū)域進行快速、可靠的信息加工處理，以及高級認知區(qū)域中緩慢和靈活的信息整合過程。（生物谷Bioon.com）
原始出處：
Sean Froudist-Walsh, Ting Xu, Meiqi Niu, et al. Gradients of neurotransmitter receptor expression in the macaque cortex, Nature Neuroscience(2023). DOI:10.1038/s41593-023-01351-2
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