触觉系统使作者能够对外部环境因素的变化做出反应并与之互动。在啮齿类动物中，触觉作为一种基本感觉，主要通过触须和桶状皮层介导。然而，目前尚不清楚在探索新环境时，触觉感知如何重塑大脑。 2025年12月1
触觉系统使作者能够对外部环境因素的变化做出反应并与之互动。在啮齿类动物中，触觉作为一种基本感觉，主要通过触须和桶状皮层介导。然而，目前尚不清楚在探索新环境时，触觉感知如何重塑大脑。 2025年12月18日，中国科学院遗传与发育生物学研究所郭伟翔独立通讯在PNAS 在线发表题为Merkel cell mechanotransduction facilitates adult neurogenesis and cognition in an enriched environment的研究论文。该研究发现，由于梅克尔细胞中的机械转导通道Piezo2缺失而导致触觉感知缺陷的小鼠，暴露于丰富环境因素（EE）后，其成年神经发生和认知能力并未得到增强。 该研究发现了一条由丰富环境因素激活的神经轴，其中齿状回通过一条起源于体感皮层（S1）、经黑质致密部（SNc）多巴胺能神经元中继的环路接收触觉输入。触觉感知缺陷削弱了从S1到SNc的传入，从而减少了多巴胺的释放。值得注意的是，刺激S1到SNc的传入通路，可以恢复触觉感知缺陷小鼠中由丰富环境因素诱导的成年神经发生和认知功能。因此，本研究揭示了完整的触觉处理过程在大脑功能中的重要作用。 触觉系统是出生前最先发育的感觉系统，对作者的日常生活至关重要。它使作者能够识别物体、辨别材料特性，并对外部环境的变化做出反应和互动。在哺乳动物中，皮肤作为身体最大的器官，是触觉感受器的神经支配部位。 梅克尔盘，又称梅克尔细胞-神经突复合体，是皮肤中的触觉终末器官，由梅克尔细胞和Aβ传入神经末梢组成。近期研究表明，正是梅克尔细胞而非Aβ传入神经末梢，通过Piezo2离子通道将触觉刺激转换为机械激活电流。 外部触觉信息通过上行体感通路传递至体感皮层，在此产生感知。对于小鼠而言，触觉作为一种基本感觉，主要通过触须和桶状皮层介导。值得注意的是，在周围神经病变等病理条件下，触觉可能被过度放大导致触诱发痛，或者被减弱导致麻木感。此外，触觉处理异常在自闭症谱系障碍和注意缺陷/多动障碍中早已被确认。因此，理解触觉处理不仅为作者提供了关于神经功能的基础知识，也为神经系统疾病的病因学研究提供了线索。 大脑是一个动态结构，其细胞和分子组成会不断反映环境因素的变化，并最终修正和塑造行为。丰富环境（EE）是一个关键的实验范式，用于理解环境复杂性如何在动物整个生命周期中改变大脑的结构和功能。已知暴露于EE会引发一系列神经解剖学和行为学改变，包括树突和突触复杂性的增加以及学习和记忆能力的改善。尽管EE影响大脑的多个区域，但显然其对海马体具有特别重要的影响。 成年海马体的齿状回（DG）在整个生命过程中持续从驻留的神经干细胞（NSCs）生成新的神经元。这一过程被称为成年海马神经发生，是大脑可塑性的一种显著形式。成年海马神经发生被认为在海马依赖性学习中发挥基础性作用，而该过程受到EE的高度调节。由于EE的复杂性，其包含社交、感觉、空间和物理刺激等多种可能参与观察效应的成分。然而，触觉感知如何介导EE在大脑中诱导的效应，目前仍不清楚。 暴露于EE并没有诱导P2-cKO小鼠SNc来源的多巴胺能神经元的激活（图片源自PNAS ） 该研究通过将小鼠置于无跑轮的丰富环境中，作者发现暴露于丰富环境未能促进P2-cKO小鼠的成年海马神经发生或改善其认知功能。该小鼠模型因梅克尔细胞中Piezo2的特异性缺失而导致触觉敏感性受损。与此同时，通过让小鼠进行自主跑轮运动，作者发现P2-cKO小鼠仍能响应自主跑轮运动诱导的成年神经发生和认知功能改善，这表明触觉信息处理过程不太可能参与运动所产生的神经效应。因此，作者的研究表明，触觉感知对于丰富环境中海马神经发生和认知功能的促进是必需的，但对于自主运动则非必需。 原文链接： https://doi.org/10.1073/pnas.2510374122
