脑科学顶刊导读59期：在生物变异性背景下探讨动物研究的可重复性

✎ 顶刊导读目录 

1，屏状核-皮层相互作用的解剖学和生理学

2，从跨物种的角度探究扣带皮层（Cingulate Cortex）在哪里？

3，在生物变异性背景下探讨动物研究的可重复性 

4，猕猴、大猩猩和人类的颞叶皮层的纵向连接和组织

5，啮齿动物和灵长类动物额叶内侧皮质功能连接的差异

1，屏状核-皮层相互作用的解剖学和生理学

期刊：Annual Review of Neuroscience

作者：Ann Yang

屏状核是前脑中广泛连接的脑结构之一，但由于针对这个小而薄的细长脑区的实验具有挑战性，因此其功能仍不明确。但是，分子技术的最新进展使得屏状核的解剖学和生理学能够以时空和细胞类型的特定精度进行研究，并最终聚焦到该脑区的功能。

本文回顾了猫和灵长类动物的早期解剖和电生理研究结果，以及在啮齿动物中的最新进展，确定了屏状核和皮层之间的连通性，细胞类型和神经回路生理机制。这些新研究表明啮齿动物的屏状核紧贴额叶/边缘区域，并在与这些区域相关的过程（例如注意力）中发挥作用。

https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-neuro-092519-101637

2，从跨物种的角度探究扣带皮层（Cingulate Cortex）在哪里？

期刊：Trends in Neuroscience

作者：Freya

跨物种的前扣带皮层（ACC）和中扣带皮层（MCC）的中视图

为了比较跨物种的发现，神经科学依赖于跨物种的同源性，特别是脑区的同源性。扣带皮层是一种与行为适应和控制有关的脑结构。对于扣带皮层，哺乳动物之间有相同的定义，但目前大多数啮齿动物研究人员还没有采用这个定义。啮齿动物扣带皮层的标准划分与包括人类在内的任何其他模式物种的划分不一致。

回顾现有文献，我们发现同源定义能更好地将啮齿动物的研究结果与其他物种的研究结果统一起来，并能揭示啮齿动物扣带皮层内部更清晰的结构和功能组织。基于这些发现，本文呼吁广泛采用同源命名法，并对之前基于啮齿动物扣带皮层非同源划分的研究进行重新解读。

https://www.cell.com/trends/neurosciences/fulltext/S0166-2236(20)30065-5

3，在生物变异性背景下探讨动物研究的可重复性  

期刊：nature reviews neuroscience

作者：Sniper   

因为生物体对实验处理的反应会随基因型和环境条件而变化，因此环境相关的生物变异性对实验动物研究结果的可重复性提出了独特的挑战。2019年3月，来自动物生物学、实验设计和统计学领域的专家们在瑞士布洛奈（Blonay）召开会议，讨论应对这一挑战的策略。

与目前在实验动物研究中使用严格的金标准相反，作者建议通过研究样本和条件的多样化来将生物学变异积极纳入研究设计中，从而对研究样本和条件进行系统的异质化，进而使实验结果更稳健，可重复性更高。

在这篇文章中，作者为这种方法提供了科学依据，希望研究人员、监管者、出资者和编辑者可以接受这种范式转变。为了提高动物研究的可重复性，作者还提出了朝着更好的实践发展的路线图。

https://www.nature.com/articles/s41583-020-0313-3

4，猕猴、大猩猩和人类的颞叶皮层的纵向连接和组织

期刊：Plos Biology

作者：Aleah-jing

猕猴（A）和人类（B）颞叶纵向连接的3D表征和冠状面图

颞叶联合皮层被认为是灵长类动物特有的，参与了人类特有的一些复杂行为，例如语言。这些行为的出现与人类和猕猴在颞叶白质上的主要差异有关。然而，目前尚不清楚几个类人灵长类动物的颞叶皮层组织存在哪些差异。因此，我们系统地比较了人类、大猩猩（gorilla）和黑猩猩（chimpanzee great apes）以及猕猴（macaque monkey）的主要颞叶白质束组织。

我们发现，人类和黑猩猩表现出扩张的且更为复杂的枕叶-颞白质系统。另外，背侧神经束侵入颞叶进一步显示了人类的特殊性。我们验证了随着灵长类进化的不同神经束的重组，包括人类颞叶灰质的独特的连接。

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000810

5，啮齿动物和灵长类动物额叶内侧皮质功能连接的差异

期刊：PNAS

作者：Loren

MFC功能连接的层次聚类定义法：大鼠(上)、猴(中)和人(下)

啮齿动物与灵长类动物的内侧额叶皮层(MFC)是否有相似的功能组织，啮齿动物的内侧额叶皮层(MFC)和灵长类动物的额叶外侧皮层(LFC)是否功能相似，一直是有争议的问题。由于内侧额叶皮质(MFC)与几种主要的神经精神疾病有关，因此探索研究常用动物(啮齿动物和非人类灵长类动物)与人类的MFC组织的功能相似性至关重要。虽然啮齿动物的MFC细胞结构和人类大部分是一致的，但人们并不清楚这种结构上的相似是否可以转化为功能上的相似。

本研究使用超高场fMRI分析探索这个问题，比较了大鼠、猴以及人类的MFC功能连接。研究首先用独立于细胞体系结构定义的层次聚类方法，从本质上定义了MFC在所有三种物种中的功能边界。然后，我们将这些区域的功能连通“指纹”映射到多个不同的大脑区域当中。由于大鼠不像灵长类动物上那样拥有额叶外侧皮层(LFC)，因此“指纹”分析法也提供了比较大鼠MFC和猴子LFC的独特能力(以往研究认为这两个区域功能相似)。

结果显示，不同物种间MFC的固有功能组织非常相似，但啮齿类和灵长类MFC全脑连接之间有明显的差异。大鼠MFC连接模式与前额叶前运动区的相似性最大，而不是背侧前额叶区，后者在功能上具有可比性。这些结果证实了猴作为人类MFC功能障碍的临床前模型的可行性，并表明在MFC和LFC中，大鼠和灵长类动物之间的功能连接性存在差异。

https://www.pnas.org/content/117/35/21681

作者信息

 

校审：Freya（brainnews编辑部）

题图：Singularity Hub

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