1，15q11.2 BP1-BP2區域拷貝數變化與皮層及皮層下形態及認知的關系
2，局部遺傳對皮層折疊影響的成像
3，紋狀體背側區和腹側區的分離
4，全腦神經元和神經遞質系統的動態耦合
1，15q11.2 BP1-BP2區域拷貝數變化與皮層及皮層下形態及認知的關系
期刊：Jama Psychiatry
作者：Ayden
15q11.2 BP1-BP2拷貝數變化與大腦皮層區域形態的關系
2，局部遺傳對皮層折疊影響的成像
期刊：PNAS
意義：我們對人類大腦皮層折疊機制的理解仍然存在巨大鴻溝。特定皮層位置的折疊可以用遺傳影響皮層發育相應的解剖學模式來解釋，但沒有直接證據支持這一解釋。
本研究使用高分辨率的大腦MRI來展現遺傳影響大腦皮層厚度的預測模式。這種模式利用在發育過程中共享的遺傳影響，在成人神經解剖學中創建了皮質厚度的協變性預測。從解剖學上講，皮質厚度的局部協變性有遺傳基礎，在皮層半球之間是對稱的，在獨立的數據集上顯示出一致性，并可能影響人類大腦表面的折疊模式。
摘要：人類大腦皮層折疊機制的破譯進展沒有解釋空間模式的遺傳影響是否有助于這種折疊。高分辨率的活體腦MRI可以用來估計腦區間皮質厚度的遺傳相關性(由于共同的遺傳因素而產生的協變性)，生物力學研究預測了皮質厚度對折疊模式的影響。然而，因為與折疊模式相關的共同遺傳影響可能比先前的成像研究更具局部性(<1cm) ，進展一直受到阻礙。
本研究開發了一套方法論來檢查局部遺傳對皮質厚度的影響，并將這些方法應用于兩個大的、獨立的樣本。我們發現，這種影響在強度上明顯不均勻，在某些皮層區域，相對于腦回或腦溝，在特定方向上明顯更強。
總體而言，表型局部相關在共有遺傳因素中具有重要基礎，并且在左右皮層半球之間高度對稱。此外，局部皮質折疊的程度與局部相關的強度有系統的關系，在腦回頂有較高的相關強度，而在腦溝底有較低的相關強度。折疊和局部相關性在初級感覺運動區較強，而在前額葉等聯合區較弱，這與聯合皮層結構拓撲的遺傳約束減少一致。
總而言之，我們的結果表明，在活體MRI范圍內可以測量到的對皮質厚度的模式化遺傳影響，可能是皮層折疊發育的一個重要因素。
3，紋狀體背側區和腹側區的分離
期刊：PNAS
基底節紋狀體分為背側區和腹側區。背側紋狀體調節運動和認知，腹側紋狀體調節獎賞和情緒。紋狀體分區的重要性也反映在神經疾病中，因為背側和腹側紋狀體是亨廷頓病、帕金森氏病和藥物成癮癥的不同靶點。盡管兩個區域的神經生物學對比非常驚人，但目前不清楚紋狀體的背側和腹側分區是如何建立的。
本研究發現了兩個關鍵轉錄因子Nolz-1和Dlx 1/2之間的相互作用控制了紋狀體神經元向背側或腹側紋狀體的遷移路徑。此外，這些轉錄因子控制著背側和腹側紋狀體投射神經元細胞，包括D1-直接通路和D2-間接通路。
我們發現Nolz-1通過I12b抑制Dlx1/2，允許紋狀體神經元正常遷移到背側和腹側位置。Nolz-1和Dlx1/2的缺失、上調和下調，可以產生以背側紋狀體萎縮和腹側紋狀體增大為特征的紋狀體表型，也可以通過調控Nolz-1和Dlx1/2轉錄因子之間的相互作用來挽救這一表型。
我們的研究表明，紋狀體的雙層系統是通過細胞類型的識別和遷移的耦合而建立的，紋狀體分區的神經基礎在胚胎紋狀體神經元開始遷移到發育中的紋狀體時就已經被編碼了，這是紋狀體分區的基本基礎。
4，全腦神經元和神經遞質系統的動態耦合
期刊：PNAS
5，人體靜息電生理記錄中真正的跨頻耦合網絡
期刊：Plos Biology
在特定頻帶中，神經元振蕩的相位同步可協調解剖上分散的神經元之間的信息處理和交流。通常，振蕩和同步同時發生在許多不同的頻率上，這些頻率在認知功能中起著獨立的計算作用。雖然已有大量的研究探討了相同頻率下的相位同步，但是對于控制不同頻段之間和大腦不同區域之間的神經信息處理的機制知之甚少。
這種跨頻段加工的整合可以通過跨頻耦合（CFC）來實現，具體而言，可以通過相位-振幅耦合（PAC）或通過n：m跨頻相位同步（CFS）來實現。到目前為止，研究主要集中在單個大腦區域中的局部CFC，而大腦區域之間CFC的存在和功能組織仍不清楚。
我們假設大腦不同區域之間的CFC對于大尺度地協調神經元活動可能至關重要，并在本研究中調查了人類靜息態腦活動中是否存在真正的CFC網絡。為了評估CFC網絡的功能組織，我們結合介觀尺度分辨率的立體顱內腦電圖（SEEG）和宏觀尺度分辨率的溯源重構的磁腦電圖（MEG）數據，開發一種新穎的圖論方法來區分真正的CFC和可能由神經元活動中普遍存在的非正弦信號產生的偽CFC，從而確定全腦CFC網絡。
在SEEG和MEG數據中我們均發現，在人類的靜息狀態下存在真正的區域間CFC。在連接前腦和后腦區域的大尺度的腦網絡中，CFS和PAC網絡的theta和alpha振蕩都和較高頻率的活動耦合在一起。CFS和PAC網絡具有獨特的頻譜模式以及它們的高頻和低頻的網絡樞紐呈相反的分布，這意味著它們組成了不同的CFC機制。在另外的一個神經心理測試中，CFS網絡的強度還可以預測認知表現。總之，這些結果表明，在大規模腦網絡跨頻率耦合振蕩中，大腦區域間CFS和PAC是兩種不同機制。
作者信息
校審：Freya（brainnews編輯部）
題圖：Singularity Hub
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