2019年12月10日下午,清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心IDG/麥戈文腦科學(xué)研究所所長時(shí)松海教授應(yīng)邀來訪,為我院師生帶來名為“Structural and function development of the neocortex”的前沿科技講座。此次講座由我院陸巍教授主持,我院眾多師生到場參加,現(xiàn)場學(xué)術(shù)氣氛濃厚,此次講座屬于我?!叭笾v堂”學(xué)術(shù)報(bào)告系列。
哺乳類大腦新皮層(neocortex)是腦內(nèi)最復(fù)雜又精密的結(jié)構(gòu)之一,它的神經(jīng)環(huán)路網(wǎng)絡(luò)參與了幾乎所有的高級神經(jīng)功能,比如感覺信號的接收和處理、語言、思想、推理以及學(xué)習(xí)記憶等等。在對新皮層的研究中,最重要的問題之一就是在神經(jīng)發(fā)育過程中是如何產(chǎn)生不同類型的神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞,這些神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞又是如何相互連接組裝成神經(jīng)環(huán)路去發(fā)揮相應(yīng)的功能。時(shí)松海教授課題組追尋著這兩個(gè)問題進(jìn)行了十多年的深入研究。發(fā)現(xiàn)發(fā)育中的哺乳動(dòng)物新皮層中幾乎全部神經(jīng)發(fā)生活動(dòng)的過程是由中心粒的非對稱遺傳調(diào)控的,條件性敲除小鼠皮層神經(jīng)發(fā)生過程中所必需的一種蛋白SAS-4,造成放射狀膠質(zhì)細(xì)胞(RGPs)中心粒的缺失,引起RGP離開腦室表面,細(xì)胞周期延長,影響大腦皮層發(fā)育,導(dǎo)致小頭癥的產(chǎn)生。另外,同時(shí)去除p53可以完全挽救RGP的丟失和小頭癥。結(jié)果提示中心粒在腦室中錨定RGPs和確保其有效的參與核分裂中的作用,揭示了RGPs在發(fā)育皮層中的強(qiáng)大適應(yīng)性。
時(shí)松海教授研究還發(fā)現(xiàn):皮層內(nèi)由同一個(gè)神經(jīng)元母細(xì)胞(radial glia cell)產(chǎn)生的一群興奮性神經(jīng)元(clonally related excitatory neurons) 能夠形成垂直分布的微小柱狀結(jié)構(gòu),并且神經(jīng)元彼此之間選擇性形成電突觸和化學(xué)性突觸,它們還具有相似的生理功能,這一由克隆相關(guān)的興奮性神經(jīng)元構(gòu)成的功能性微小環(huán)路代表了皮層內(nèi)的最基本的結(jié)構(gòu)和功能單位。這些結(jié)果揭示大腦皮層在形成神經(jīng)環(huán)路的過程中并不是無序和隨機(jī)的,神經(jīng)元之間親緣性越高越有可能形成功能連接。
報(bào)告結(jié)束后,討論熱烈,老師與學(xué)生都進(jìn)行了積極的提問,時(shí)松海教授都給予了細(xì)致的解答。此次報(bào)告讓同學(xué)們看到了國際前沿研究以及時(shí)松海教授對待學(xué)術(shù)研究的嚴(yán)謹(jǐn)與求真的態(tài)度,紛紛表示更加堅(jiān)定了自己的科研之路。