Nat Neurosci：人类大脑研究计划提供机体大脑神经受体组织的新见解

神经科学的一个关键挑战就是了解大脑如何适应不断变化的世界，即使是在相对静态的解剖结构下，大脑区域在结构和功能上彼此相互关联的方式（其连接性）是一个关键的组分，为了能解释其动态学变化和功能，研究人员就需要在拼图中加入另一块，即受体。近日，一篇发表在国际杂志Nature Neuroscience上题为“Gradients of neurotransmitter receptor expression in the macaque cortex”的研究报告中，来自布里斯托大学等机构的科学家们通过研究在理解机体整个大脑的受体分布上取得了重要的进展。如今这些研究数据能通过人类大脑研究计划（HBP）的EBRAINS基础设施免费提供给神经科学界的研究人员。

文章中，研究人员使用自动射线照相技术来分析非常薄的体外大脑切片组织上神经递质受体的密度，他们测定了猕猴机体中109个区域中14种神经递质受体类型的密度，而且这些数据能与多种结构参与一起被整合到神经成像的模板中。受体是大脑中信号传输的关键分子，在一个神经元内，信息的传输是通过电信号沿着轴突发生的，但神经元之间的信息转移通常需要释放名为神经递质的分子进入到细胞外空间中，并与靶向神经元上的受体相结合。

研究人员揭开了每个神经元受体表达的一级和二级梯度，换句话说，他们绘制出了整个大脑皮层的受体密度图谱，并识别出了两个主要的排布方式，从而就揭示了大脑皮层的分子和神经元组织之间的关联。研究者Nicola Palomero-Gallagher博士解释道，猕猴大脑皮层中受体组织的两条主要轴线与两个不同的功能系统相一致，即感觉-认知网络和外部-内部认知网络，这也是研究人员首次描述其二者之间的这种关联。

人类大脑研究计划提供机体大脑神经受体组织的新见解。

图片来源：Nature Neuroscience (2023). DOI:10.1038/s41593-023-01351-2

这项研究中，研究人员将新型的神经递质受体数据与多个层次的解剖学和功能数据整合到Yerkes19皮层表面的共同皮层空间中，Yerkes19皮层是一种经常被研究人员所使用的非人类灵长类动物模板；迄今为止，很少有研究将猕猴大脑的体外解剖学与体内成像结果进行整合，而创建公开访问的整个大脑皮层受体表达图，或许就能整合神经成像的数据，比如正如人类大脑研究计划的科学家们所做的，这或许就能加速跨物种的转化和研究。

研究者表示，这一研究结果或会免费提供给神经科学界的研究人员，以便其能被其它旨在开发其它生物信息学模型的计算神经科学家们所使用，这项研究所产生的部分研究数据目前已经在一种计算模型中得以实现，该模型揭示了多巴胺是如何将信息送入大脑额叶的工作记忆网络中去的。综上，本文研究结果表明，猕猴或许有望成为血清素处理加工和紊乱研究的一种非常有希望的转化模型，而受体梯度或许能促使感觉皮层区域进行快速、可靠的信息加工处理，以及高级认知区域中缓慢和灵活的信息整合过程。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

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