<p>哈佛醫(yī)學院神經(jīng)生物學家邁克爾&middot;格林伯格獲得了2023年大腦獎，以表彰他畢生對大腦可塑性的研究:器官隨時間變化、適應和學習的能力。</p> <p>&nbsp;</p> <p>格林伯格是英國皇家醫(yī)學院布拉瓦尼克研究所內(nèi)森&middot;馬什&middot;普西神經(jīng)生物學教授，他與劍橋大學發(fā)育神經(jīng)科學教授克里斯汀&middot;霍爾特以及馬克斯&middot;普朗克大腦研究所所長埃琳&middot;舒曼共同獲得了該獎項。</p> <p>&nbsp;</p> <p>總之，這三位科學家在揭示細胞和分子機制方面取得了重大進展，這些機制使大腦能夠在適應、學習甚至從損傷中恢復時，根據(jù)外部刺激進行自我重組。</p> <p>&nbsp;</p> <p>大腦獎被認為是世界上最重要的大腦研究獎，三位獲獎者將分享約130萬歐元。該獎項每年由丹麥倫德貝克基金會頒發(fā)給那些在大腦研究中具有高度原創(chuàng)性和影響力的發(fā)現(xiàn)的研究人員。</p> <p>&nbsp;</p> <p>格林伯格的研究重點是了解大腦如何對外界信號做出反應，以調(diào)節(jié)基因的活動，這些基因使蛋白質(zhì)對大腦的可塑性至關重要。在他的整個職業(yè)生涯中，格林伯格一直在深入研究這一過程的細節(jié)，闡明了各種基因、蛋白質(zhì)和相關分子的身份、作用和關系。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;我們的感官體驗塑造了大腦的結(jié)構(gòu)和功能，這是20世紀神經(jīng)科學領域的重大發(fā)現(xiàn)之一，&rdquo;英國皇家醫(yī)學院神經(jīng)生物學系主任大衛(wèi)&middot;金蒂(David Ginty)說。&ldquo;邁克的工作已經(jīng)延伸到21世紀，解釋了大腦功能的這一基本特征是如何在分子、細胞和電路水平上實現(xiàn)的。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>大腦的可塑性，即大腦在一生中對新信息做出反應的自我重組能力，是大腦的一個標志;在幾十年的時間里，它是器官功能的核心，并在受損后恢復或恢復功能。</p> <p>&nbsp;</p> <p>為了實現(xiàn)這一壯舉，大腦必須不斷創(chuàng)建新的神經(jīng)回路，并在遇到來自環(huán)境的信息時修改現(xiàn)有的神經(jīng)回路。這個高度復雜和動態(tài)的過程需要大腦精心編排大量分子，這些分子通過信號通路進行交流，形成學習和記憶的細胞基礎。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在他的整個職業(yè)生涯中，格林伯格一直在探索基因在這一過程中的作用&mdash;&mdash;它們?nèi)绾闻c生活經(jīng)驗和外部信號一起工作，以支持大腦發(fā)育，并確保大腦隨著時間的推移保持適應性或可塑性。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;邁克優(yōu)雅的研究強調(diào)了基礎發(fā)現(xiàn)的力量是科學進步最重要的燃料。他令人印象深刻的成就，現(xiàn)在包括這個美妙的榮譽，表明當研究人員堅定不移地追隨他們的好奇心和科學激情時，有多大的可能性，&rdquo;HMS院長喬治&middot;q&middot;戴利說。</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">見解的匯聚</span></strong></p> <p><br />格林伯格和共同受獎人霍爾特和舒曼分別在大腦可塑性的背景下研究蛋白質(zhì)產(chǎn)生的不同方面。</p> <p>&nbsp;</p> <p>霍爾特的研究重點是脊椎動物的視覺系統(tǒng)，特別是從眼睛延伸到大腦的神經(jīng)元，以了解大腦中的神經(jīng)連接是如何形成并隨著時間的推移而保持的。她已經(jīng)證明，蛋白質(zhì)必須在局部制造和降解，以指導視力所需的錐細胞的生長。持續(xù)供應的局部蛋白質(zhì)也需要維持軸突&mdash;&mdash;向神經(jīng)元傳遞信息的長纖維。霍爾特的研究揭示了神經(jīng)連接是如何建立的，以及軸突是如何在一生中維持的。</p> <p>&nbsp;</p> <p>舒曼感興趣的是控制蛋白質(zhì)在遠離細胞體的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)中如何制造和降解的過程，包括延伸到突觸的軸突和分支樹突。她已經(jīng)證明了神經(jīng)元在軸突和樹突中具有局部的細胞機制&mdash;&mdash;即核糖體和蛋白酶體。她還證實了樹突中產(chǎn)生的蛋白質(zhì)是突觸可塑性所必需的，并揭示了相關mRNA和核糖體的分子細節(jié)。她的實驗室開發(fā)了新的工具來標記、純化、識別和可視化神經(jīng)元和其他細胞中新生成的蛋白質(zhì)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>愛丁堡大學神經(jīng)科學教授、評選委員會主席理查德&middot;莫里斯說:&ldquo;2023年大腦獎獲獎者共同做出了突破性的發(fā)現(xiàn)，展示了新蛋白質(zhì)的合成是如何在不同的神經(jīng)元區(qū)室中觸發(fā)的，從而指導大腦的發(fā)育和可塑性，從而影響我們一生的行為。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">蛋白質(zhì)和可塑性</span></strong></p> <p><br />作為紐約大學醫(yī)學院生物化學和神經(jīng)科學教授愛德華&middot;齊夫?qū)嶒炇业牟┦亢笱芯繂T，格林伯格開始研究哺乳動物細胞受到外界刺激時，細胞內(nèi)部發(fā)生的基因變化。他發(fā)現(xiàn)，在受到刺激的幾分鐘內(nèi)，細胞開始表達一種名為c-fos的基因，這反過來又促進了相關Fos蛋白的產(chǎn)生。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這是一個里程碑式的發(fā)現(xiàn)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>愛丁堡大學(University of Edinburgh)分子神經(jīng)科學教授艾米麗&middot;奧斯特韋爾(Emily Osterweil)在一篇關于三位獲獎者工作的評論中寫道:&ldquo;基因表達變化可以在如此快的時間尺度上被誘導，這是一種范式轉(zhuǎn)變，為神經(jīng)科學開創(chuàng)了一個新時代。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>格林伯格作為HMS的助理教授繼續(xù)進行這方面的研究。值得注意的是，他建立了神經(jīng)遞質(zhì)(從一個神經(jīng)元流向下一個神經(jīng)元的化學信使)與基因活動變化之間的聯(lián)系。他描述了一個信號級聯(lián)，從神經(jīng)遞質(zhì)的釋放開始，導致接收信息的神經(jīng)元中的鈣含量激增。鈣的流入誘導神經(jīng)元激活c-fos和其他制造蛋白質(zhì)的基因，這些基因反過來啟動下游信號。</p> <p>&nbsp;</p> <p>格林伯格繼續(xù)更全面地定義了神經(jīng)遞質(zhì)用來激活基因的信號通路，并確定了涉及的特定蛋白質(zhì)。其他實驗室的工作表明，其中一種蛋白質(zhì)CREB是長期記憶的重要中介。在格林伯格工作的基礎上，科學家們還確定了數(shù)百種刺激，在不同的行為中誘導Fos在大腦中產(chǎn)生，從而證明了這種蛋白質(zhì)的普遍性和對大腦功能的重要性。</p> <p>&nbsp;</p> <p>格林伯格現(xiàn)在正致力于進一步描述由神經(jīng)活動控制的基因產(chǎn)物，包括這些基因產(chǎn)物是如何相互作用的。例如，他了解到Fos與另一種蛋白質(zhì)NPAS4合作，通過調(diào)節(jié)神經(jīng)元對刺激的開關信號來調(diào)節(jié)某些基因的表達。他的發(fā)現(xiàn)為持久的大腦可塑性提供了一種新的可能機制，這可能是聯(lián)想學習和空間導航的基礎。他還證實，F(xiàn)os與一種名為BAF的蛋白質(zhì)復合物一起在重塑細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)中發(fā)揮作用，BAF與自閉癥等神經(jīng)發(fā)育障礙有關。</p> <p>&nbsp;</p> <p>格林伯格的努力為活動相關基因控制突觸(神經(jīng)元連接和交流的小間隙)成熟、修剪和穩(wěn)定的機制提供了深刻的見解。格林伯格已經(jīng)將他正在研究的基因轉(zhuǎn)錄程序與依賴經(jīng)驗的大腦成熟和可塑性的關鍵方面聯(lián)系起來，包括環(huán)境依賴記憶的形成和發(fā)育過程中視覺系統(tǒng)的可塑性。他的工作揭示了神經(jīng)可塑性機制被破壞的疾病的起源。</p> <p>&nbsp;</p> <p>格林伯格的研究也取得了重要的技術進步。他對Fos誘導的發(fā)現(xiàn)為研究人員提供了一種工具，現(xiàn)在廣泛用于識別調(diào)節(jié)行為的神經(jīng)元和神經(jīng)回路。他的發(fā)現(xiàn)還導致了捕捉這些神經(jīng)元的創(chuàng)新方法，以評估它們在神經(jīng)回路中的功能，以及對介導學習、記憶和行為的分子和機制進行詳細觀察的新策略。</p> <p>&nbsp;</p> <p>格林伯格說:&ldquo;對我來說，這是40年奧德賽的高潮，旨在了解我們的感官體驗如何影響神經(jīng)元基因組，以協(xié)調(diào)大腦成熟和長期記憶的可塑性，以及這些過程如何在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中出錯。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>格林伯格在衛(wèi)斯理大學獲得化學學士學位，并在洛克菲勒大學完成博士學位。在紐約大學完成博士后研究后，他成為了HMS微生物學和分子遺傳學部門的助理教授，后來成為波士頓兒童醫(yī)院F.M. Kirby神經(jīng)生物學中心的主任。2008年，他成為了HMS神經(jīng)生物學的主席，在這個職位上他擔任了14年。</p> <p>&nbsp;</p> <p>格林伯格是美國藝術與科學院、美國國家科學院和美國國家醫(yī)學科學院的成員。他還獲得了許多其他獎項，包括神經(jīng)科學領域的麥克奈特技術進步獎、2015年格魯伯神經(jīng)科學獎、2019年拉爾夫&middot;w&middot;杰拉德神經(jīng)科學獎和2022年愛德華&middot;m&middot;斯科拉尼克神經(jīng)科學獎。</p> <p>&nbsp;</p> <p>自2011年以來，倫德貝克基金會每年都會頒發(fā)&ldquo;大腦獎&rdquo;。獲獎者是由來自世界各地的九位頂尖神經(jīng)科學家組成的委員會選出的，他們在不同的神經(jīng)科學領域都有專業(yè)知識。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學態(tài)度觀點。</p> </blockquote>