本报讯( 驻地记者 孙国根 通讯员沈莉芸)在国家自然科学基金委重大研究计划项目和杰出青年项目和上海市科研创新计划重大项目资助下，复旦大学脑科学研究院、复旦大学医学神经生物学国家重点实验室研究员禹永春与傅颖慧等一起，带领博士研究生王长政等，经多年研究，终发现“先驱中间神经元”在大脑皮层发育早期神经元同步化放电和神经环路建立中有关键作用，并首次阐明了大脑皮层神经网络建立的“无尺度”特性，对理解大脑皮层神经网络发育和人类由神经环路发育异常引起的相关疾病的诊断和治疗有重大意义。近日，该成果已在线发表在国际学术期刊《e生命》(《eLife》)上。

大脑皮层是极为复杂的系统，包含100亿个左右的神经元，神经元之间形成错综复杂的神经网络，负责处理和执行各种脑高级功能(如学习、记忆等)。然而，神经元是如何逐步装配成一个功能性网络?大脑皮层神经网络形成有什么特点?这些问题是目前脑科学所面临的重要科学问题。受启发于其它复杂网络的建立(如星际网络、人际网络等)及计算神经科学目前所取得的成果，禹永春及其课题组成员推测大脑皮层神经网络的建立符合“无尺度”特性，即大脑皮层网络在发育过程存在“枢纽神经元”，并且这些枢纽神经元在大脑皮层神经网络建立中起到了至关重要的作用。同时，他们推测大脑皮层中最先迁移至脑皮层并成熟的“先驱中间神经元”最有可能成为枢纽神经元。

据悉，大脑中一个神经元与另一个神经元相接触的部位叫做“突触”，它是神经元之间在功能上发生联系的部位，也是信息传递的关键部位。而大脑皮层发育过程中，“先驱中间神经元”与大量兴奋性神经元形成突触联系，影响大脑皮层同步化网络放电活动，进而调控晚期产生中间神经至兴奋性神经元的抑制性输入。

为了证实这些假设，课题组利用转基因小鼠在体标记了先驱中间神经元，并且系统研究了“先驱中间神经元”电生理、形态学以及分子表达特性，发现了“先驱中间神经元”的关键作用，相对于晚期产生的中间神经元，首次发现“先驱中间神经元”可与更多的兴奋性神经元形成突触联系。令人吃惊的是，在发育早期刺激单个“先驱中间神经元”可以影响整个大脑皮层同步化网络放电活动。如进一步地选择性“杀死”先驱中间神经元可显著影响皮层同步化网络放电活动，以及兴奋性神经元抑制性突触输入。该研究阐明了大脑皮层神经网络建立的“无尺度”特性，对理解大脑皮层神经网络发育具有重要意义。