脑科学顶刊导读90期| 认知和行为的灵活性：神经机制和临床思考

期刊：PNAS

作者：Loren

fMRI揭示的内在时间尺度的层级性

期刊：Brain

体外CNS模型

人脑的复杂性为构建中枢神经系统（CNS）的模型提出了实质性的挑战。目前的动物模型除了会带来操作上的挑战和伦理上的担忧，还缺乏许多基本的人类特征，而传统的体外模型在提供关于许多功能和系统反应的信息方面能力有限。这些挑战可能是CNS药物的开发工作成功率很低的原因。在过去的5年中，体外中枢神经系统的复杂性和功能性研究有了重大飞跃，这些成果有一定潜力可以克服传统模型系统的许多限制。

人源诱导多能干细胞技术的可操作性进一步增加了对这些系统的诠释潜力。本文的目的是提高对先进体外CNS技术的能力和可实施性的认识。我们概述了自2015年以来，体外CNS模型的一些主要进展。并且我们特别关注基于结合微流体平台的细胞培养系统(如芯片上的器官系统)的体外工程模型。通过深入研究了这些系统的基本原理，我们回顾了这些平台在CNS相关的健康和疾病研究中的一些应用，进一步讨论了在个体化医学或大规模工业环境中阻碍先进体外平台实施的挑战，并概述了现有的分化方案和工业细胞来源。最后，我们认为，采用晶片器官技术可能为实验室提供实用的指导方针。

https://doi.org/10.1093/brain/awaa268

期刊：nature reviews neuroscience

蓝斑（locus coeruleus）是位于脑干深处的一个小核团，是脑内长距离投射的去甲肾上腺素能系统。尽管研究人员们进行了60多年的努力，但仍然难以完全认识这一在系统发生上相对保守的核团。

最近，在一系列功能强大的神经科学工具的帮助下，研究者对此核团进行了前所未有的研究，在新的结构和功能水平上揭示了这一核团的特性。作者认为目前此领域即将揭示，这种微小的脑干结构如何对脑功能和行为产生非常广泛而显著的影响。

所有蓝斑神经元都会接受与自主唤醒有关的输入，但只有某些亚群可以编码特定的认知过程，这可能是由于其接受了前脑区域的特定输入。这种亚群对应特定认知过程的特征，结合其特殊的目标脑区投射关系以及受体分布的异质性，表明蓝斑激活对目标网络的影响比最初想象的更为具体。

期刊：nature reviews neuroscience

认知和行为的灵活性使得我们可以对思想和行为进行调整，以适应不断变化的环境需求。研究者通过在人类被试中使用非侵入神经成像和行为方法，以及在动物体内进行药理和损毁实验，研究了灵活性背后的神经机制。

此文章中，作者梳理了大脑中在生个生命周期都与灵活性有关的大规模功能性网络，包括侧向和眶前额叶、扣带回-岛叶（midcingulo-insular）和额叶皮质纹状体区（fronto-striatal）等。

在早期神经发育障碍以及青春期和老年痴呆症中出现的各种临床状况中，灵活性可能都会受到损害。作者在文中批判性地评估了通过认知训练、体育锻炼和双语经验来增强灵活性的证据。

期刊：nature reviews neuroscience

默认模式网络（DMN）在传统上被认为是“内部”系统，专指面向内部的认知过程，例如白日梦、回忆和做规划等活动。在此文中，作者提出：DMN应该被视为一个主动且动态的“感知制造”网络，它将外部传入的信息在随时间推移而变化的过程与先前的固有信息集成在一起，以形成丰富并且依赖于上下文的模型。

作者回顾了使用自然刺激（例如故事和电影）的研究，以展示个体的DMN神经反应如何受到随着时间推移积累的外部信息以及其本身的既往经历和知识的影响。作者认为，外部信息和内在信息在长的时间尺度上的集成，预示着共享的神经编码机制。这对社交中双方建立共享的含义、共享的交流工具、共享的叙述等都是必不可少的。