通过成年神经发生实现脑损伤后的适应性脑重连

成年哺乳动物脑的再生能力有限，但在经历经验、损伤或疾病后，仍保有相当大的功能重组潜力1-3。尽管已有研究描述了损伤部位的局部可塑性4,5，但局灶性损伤对全脑的影响及驱动这些变化的生物学过程仍属未知。为此，我们在小鼠初级视觉皮层（V1）发生局灶性损伤后，以单细胞分辨率对全脑神经元活动进行了无偏倚筛查。嗅觉加工区域表现为远端激活的部位。我们进一步发现，V1损伤可促进成年新生神经元募集至嗅球（OB），并增强皮层对嗅球回路的反馈作用。结合高密度多电极阵列记录与双光子钙成像，我们揭示了嗅球回路的精细化，其特征表现为主要输出神经元同步性增强及调谐特性锐化。这些回路层面的功能增强与气味引导任务中行为表现的改善相一致。运动皮层损伤并不会诱发类似的细胞和行为反应，这表明，只有当损伤伴随嗅觉需求增加时，才会形成此类远端适应性变化。综上，这些数据表明，成年脑能够募集远离局灶性病变的替代性感觉回路，使其发生适应性且具有功能意义的重组，并提示成年神经发生是其中的促成机制之一。我们的研究揭示了此前被低估的远端可塑性程度，并发现成年神经发生在感觉代偿中的新作用。

成年哺乳动物脑的再生能力有限，但在经历、损伤或疾病后仍保留着相当大的功能重组潜力1–3。尽管已有研究描述了损伤部位的局部可塑性4,5，但局灶性损伤对全脑的影响及驱动这些影响的生物学过程仍不清楚。为此，我们在小鼠初级视觉皮层（V1）发生局灶性损伤后，以单细胞分辨率对全脑神经元活动进行了无偏倚筛查。结果显示，嗅觉加工区域成为远隔激活的位点。我们进一步发现，V1损伤促进了成年新生神经元向嗅球（OB）的募集，并增强了皮层对嗅球回路的反馈。结合高密度多电极阵列记录与双光子钙成像，我们揭示了嗅球回路的精细化，其特征表现为主输出神经元同步性增强及调谐特异性提高。这些回路层面的功能增强与气味引导任务中行为表现的改善相一致。运动皮层损伤并未诱发类似的细胞和行为反应，这表明，只有当损伤伴随嗅觉需求增加时，才会产生此类远隔适应性变化。综上，这些数据表明，成年脑能够募集远离局灶性损伤的替代性感觉回路，促使其发生具有适应性且具有功能意义的重组，并提示成年神经发生可能是其中的一个促成机制。我们的研究揭示了此前未受到充分重视的远隔可塑性程度，并揭示了成年神经发生在感觉代偿中的新作用。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.22.753668v1?rss=1

🏷️ 成年神经发生 脑损伤后神经可塑性 适应性脑重连 嗅球回路重组 感觉代偿 神经回路功能重塑