
9月30日,脑科学与康复医学研究院的肖林研究员团队在《Advanced Science》 上在线发表了题为 《Forelimb Motor Learning and Memory Consolidation Drives Distinct Oligodendrocyte Plasticity to Regulate Task-related Neuronal Activity》 的研究论文。该研究综合运用多种转基因小鼠模型、化学标记、在体光纤记录等技术,首次揭示了在精细运动学习任务中,学习期与记忆巩固期分别驱动了截然不同的少突胶质细胞可塑性模式,并精细调控了任务相关神经元的活性,从而保障了技能的高效学习与长期稳固。
学习与记忆的形成依赖于大脑神经环路的精确调控。传统上,研究多聚焦于神经元和突触的可塑性。近年来,少突胶质细胞及其形成的髓鞘被发现同样具有显著的可塑性,并主动参与学习记忆过程。少突胶质细胞通过包裹轴突形成髓鞘,不仅能加速神经冲动传导,还能通过动态调整髓鞘结构来调节神经环路功能,形成一类新型的脑可塑性——少突胶质细胞/髓鞘可塑性。然而,在不同行为阶段(如技能学习期与记忆巩固期),少突胶质细胞可塑性如何变化,及其调控神经元活动和行为表现的具体机制,目前尚不明确。
肖林研究员长期聚焦OL/髓鞘的生理功能与疾病的研究。其之前发表于NAT.NEUROSCI的工作揭示了成体髓鞘新生在复杂跑轮运动学习中的重要作用,是生理功能方面的探索,论文单篇被引超过了529次,成为该领域内的经典文献之一。而这篇最新的工作,则在此基础上进一步利用另一种精细运动学习的范式,即单颗粒抓取(SPRT)学习任务,揭示出抓取运动学习偏好采用“2型OL可塑性”,而记忆巩固偏好采用“1型OL可塑性”,以精细调控任务相关神经元活动。 这一工作表明,大脑在优化其功能时展现出了惊人的策略性和经济性。少突胶质细胞并非以往人们认为的简单‘旁观者’,而是根据不同阶段的需求,主动选择不同的可塑性形式来精准调控神经网络的‘工程师’。这为理解学习记忆的深层机制开辟了新视角。该文由华南师范大学的肖林研究员独立通讯。我校2020级博士生王书明同学为独立第一作者,2022级硕士生许诺、王文文同学为共同第二作者。本项研究得到了科技部中国脑计划STI2030项目(2021ZD0201703 to L.X.)、国家自然科学基金(32170957 and 31970913 to L.X.)的支持。