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云端论脑第86期预告｜人类和小鼠感知觉皮层在全生命周期中的层级特异性变化

云端论脑-YunDuanLunNao

2025-09-11

导读：欢迎来到云端论脑--神经科学青年学者论坛（Young Neuroscientist Zoom）分享科研成果和经历！

欢迎来到云端论脑--神经科学青年学者论坛（Young Neuroscientist Zoom）分享科研成果和经历！

云端论脑是一个公益论坛，由中科院神经所毕业生加州大学博士后郭延猛（UCSF），马韶蓉（UCSC）和周立（UCSF）于2020年4月发起。现负责人为郭延猛，马韶蓉，周立和韩传亮。论坛以线上研讨会的形式，分享与讨论神经科学研究进展，期待与全球青年神经科学家拓宽视野，促进交叉研究的开展。

简介

人类的大脑皮层分为六层，在初级体感皮层中，信号输入层为第四层，信号处理层主要为第二与第三层，而信号输出层则主要为第五与第六层。而这种大脑皮层的分层结构是动物进化的普遍特征，但其结构变化如何影响感觉系统的功能与功能障碍，目前仍不明确。因此要构建感觉系统的功能与功能障碍模型，就必须精确解析皮层各层的特异性结构改变及其关联表型。本研究创新性地提出了人类感知觉衰老的大脑皮层分层模型，解释了不同层级在衰老过程中的非一致性。同时在小鼠衰老模型中复现了在人类群体中检测到的衰老导致的皮层特异性变化，并解释了潜在的神经元机制细节。这一发现有助于区分健康衰老与病理性衰老的皮层结构变化，及其对日常功能的影响机制。

The segregation of processes into cortical layers is a convergent feature in animal evolution. However, how changes in the cortical layer architecture interact with sensory system function and dysfunction remains unclear. Here we conducted functional and structural layer-specific in vivo 7T magnetic resonance imaging of the primary somatosensory cortex in two cohorts of healthy younger and older adults. Input layer IV is enlarged and more myelinated in older adults and is associated with extended sensory input signals. Age-related cortical thinning is driven by deep layers and accompanied by increased myelination, but there is no clear evidence for reduced inhibition. Calcium imaging and histology in younger and older mice revealed increased sensory-evoked neuronal activity accompanied by increased parvalbumin expression as a potential inhibitory balance, with dynamic changes in layer-specific myelination across age groups. Using multimodal imaging, we demonstrate that middle and deep layers show specific sensitivity to aging across species.

原文信息

Citation:

Liu, P., Doehler, J., Henschke, J. U., Northall, A., Knaf-Serian, A., Loaiza-Carvajal, L. C., Budinger, E., Schwarzkopf, D. S., Speck, O., Pakan, J. M. P., & Kuehn, E. (2025). Layer-specific changes in sensory cortex across the lifespan in mice and humans. Nature Neuroscience, 28(9), 1978-1989.

Link:
https://doi.org/10.1038/s41593-025-02013-1

主讲嘉宾

柳彭博士

德国图宾根大学Hertie临床大脑研究所博士后研究员，主要研究方向是躯体感知觉的自然衰老过程和躯体记忆网络及其与身心健康的关系。在对躯体感知觉的衰老过程的研究中，主要使用亚毫米分辨率的7T核磁共振结构像和功能像，同时与小鼠双光子钙成像及组织学分析进行交叉比较。在躯体记忆网络的研究中，则使用亚毫米分辨率的3T核磁共振功能像，同时结合临床心理学疗法进行研究。在Nature Neuroscience，eLife，Journal of Neuroscience，Scientific Reports，Organisation of Human Brain Mapping等多个期刊和会议上发表了论文。此外曾多次受邀担任因斯布鲁克大学应用心理学及广州医科大学认知神经科学前沿的客座讲师。