脑科学顶刊导读015期| Plos Biology：蝙蝠大脑回声定位的独特进化适应性机制

图源：pulse.embs.org

1，情境对概率决策的影响

许多决策取决于个体如何评估潜在结果并估计其相应的发生概率。因为受到内部偏好的影响，因此结果评估是主观的，并且对环境非常敏感。相较之下，概率估计需要个体从环境中提取统计数据，因此给决策者带来了独特的挑战。

本研究发现概率估计与结果评估一样，受情境影响，导致概率估计偏离同一情境中其他事件。然而，与估值不同，这些情境效应的大小受估计的不确定性的影响，在中等不确定性下是最大的。

血氧依赖水平（BOLD）成像结果显示，背侧扣带前回（dACC）、腹内侧前额叶皮质（VMPFC）和顶内沟（IPS）中的多体素激活模式能预测情境对概率估计影响的个体差异。这些结果确立了VMPFC作为评估和概率预测中共享的神经计算的基础。此外，这些结果还强调了dACC和IPS的额外参与只归因于概率估计。由于概率估计是个体从感官推理到更高认知的计算过程中的必要组成部分，因此本文发现的情境效应可能会影响大量的认知计算。

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000634

2，额叶-纹状体网络中的神经振荡能预测蝙蝠的声音输出

脊椎动物普遍存在发声的能力，但是目前对发声控制的神经网络仍然知之甚少。本研究同时记录了蝙蝠在发出回声定位脉冲和相互交流过程中其额叶皮层和背侧纹状体（尾状核，CN）的神经信号，这种方法能够评估哺乳动物声音产生的一般过程以及蝙蝠回声定位的独特进化适应性。

我们的数据显示，发声之前蝙蝠额叶皮层和背侧纹状体的high-gamma（50–80 Hz）和beta（12–30 Hz）活动都先发生了显著的变化。这种精细的神经振荡的调谐能使动物选择性地激活产生回声定位或通信发声所需的运动程序。此外，额叶和纹状体区域之间的功能耦合发生在θ振荡带（4–8 Hz），并根据动物是否处于导航模式（即发出回声定位脉冲）或社交通讯模式（发出通讯呼叫），在毫秒级的水平上呈现显著不同的功能耦合。总体而言，这项研究表明额叶-纹状体振荡可以为蝙蝠的声带控制提供神经相关证据。

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000658

3，早期的视觉运动体验塑造了方向选择性神经节细胞之间的间隙连接

神经元之间的间隙连接在神经系统的发育中起关键作用。然而，关于关键期内由感觉体验驱动的可塑性的研究很少关注该过程中是否有细胞间隙连接的参与。在整个发育过程中，小鼠视网膜中具有向上运动偏好的ON-OFF方向选择性神经节细胞（ooDSGC）是通过细胞间隙连接的。

本文揭示了，将小鼠从睁开眼到青春期内一直暴露于以向上运动为主的视觉环境之后，具有向上运动偏好的ooDSGCs 放电的同步性增强，而向下运动训练则具有相反的效果。这种效果是长期的，在训练后能持续至少三个月。

训练过程中的相关活动与该效应紧密相关：在受到诱发更高程度的活动相关性的刺激训练后，细胞显示出更强的间隙连接，而受到产生非常低的活动相关性的刺激训练之后，细胞具有更弱的间隙连接。对向上运动偏好的ooDSGC之间的间隙连接的直接研究表明，ooDSGC之间电耦合的百分比和耦合的强度都受到视觉运动训练的影响。我们的研究结果表明，在属于周围感觉系统的视网膜中，间隙连接在发育过程中可以通过经验来塑造。

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000692

4，神经元活动触发体内造血细胞外囊泡的摄取

与造血系统的交流是调节健康和疾病大脑功能的重要组成部分。传统上，进行这种神经免疫交流的主要途径是通过单个分子（例如血液所携带的细胞因子），或通过神经传递，或在更严重的病理学中通过外围免疫细胞进入大脑。此外，来自外周血的功能性mRNA可以通过细胞外囊泡（EVs）直接转移到神经元，但是决定其摄取的参数尚不清楚。

通过由外周炎症、光遗传学和多巴胺能（DA）神经元的选择性蛋白酶体抑制等刺激神经元活动的多种动物模型，我们揭示了EVs从血液中的转移是由活体内的神经元活动触发的。重要的是，这种转移不仅发生在病理刺激中，而且还发生在由异物放置的生理刺激引起的神经元激活中。这一发现表明，EVs在病理条件下以及在健康大脑的常规认知任务中都有持续作用。

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000643

作者信息

 

编译作者：Aleah-jing （brainnews创作团队）

校审：Freya（brainnews编辑部）

题图：Singularity Hub

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