科学研究

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李莹 PI

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教育经历

2007-2013 中国科学院上海生命科学院分院神经科学研究所,博士

2003-2007 南京大学生命科学院,本科

工作经历

2019至今   北京脑科学与类脑研究中心, 研究员

2013-2019  美国哈佛大学分子与生物系, Prof. Catherine Dulac组,博士后



荣誉及奖项

2019  人类前沿科学计划职业发展奖

2018  哈佛杰出华人生命科学研究奖

2014-2017  Human Frontier Science Program, Long-term Postdoc Fellowship

2013  中国科学院院长奖

2013  吴瑞奖



研究概述

现代神经科学的一个主要目标是了解大脑如何感知外界环境并产生适当的行为。在复杂的社会环境中,有时个体利益可能与其他社会成员的需求和期望相冲突,如何综合考量自身状态和环境因素,做出合理的抉择,并发起适当的运动,对增进个体和种群的繁衍与生存至关重要。理解其背后的神经原理,包括神经环路的结构设计以及神经信息的编码方式,对于理解人类社会行为具有重要意义。

我们以啮齿类(小鼠)和非人灵长类(狨猴)为模型,应用和研发多学科交叉研究手段(包括头戴式显微成像技术,单细胞测序技术,在体和体外电生理技术等),在感觉输入到行为输出的各个阶段,研究社会信息编码以及社会认知与情感的产生和受调节机制。 此外,由于早期社会经验对成年后社会认知和行为具有深远影响。因此,我们还特别关注处理社会信息的神经环路的发育过程。我们主要感兴趣的问题包括:

1. 不同种类社会信息的编码机制

内侧杏仁核(Medial Amygdala,MeA)和终纹床核(Bed nucleus of the stria terminalis, BNST)是以小鼠为代表的啮齿类动物整合信息素相关社会信息,并引发一系列社会行为以及生理状态改变的重要脑区。然而,关于自然条件下,这两个脑区神经元如何编码不同种类的社会信息,以及它们之间的内在联系所知甚少。我们应用头戴式显微成像技术,在自由运动的小鼠中记录群体MeA和BNST神经元的对不同社会信息的反应情况。通过这种方法,我们试图分别从单细胞和神经环路水平揭示大脑如何表征外界环境中的社会信息。此外,我们还利用最新发展的单细胞测序技术,系统研究MeA和BNST中不同的细胞亚型,为后续的的功能研究提供了重要线索。

2. 神经调制系统在社会信息编码中的作用

感觉-运动信息的处理并不只是神经环路中每个节点内信息的处理以及节点间的信息的传递。在此之上,还存在着一种更为广泛的调控作用,那便是神经调制(neuromodulation)。长期以来,神经调制系统被认为是一种可以重塑原有神经环路功能,并改变行为输出的重要调节方式。而许多重要的神经调制,如多巴胺、五羟色胺、去甲肾上腺素、催产素、加压素等,对多种社会行为具有重要的调节作用。利用深度测序的方法,我们试图系统研究参与社会行为的神经环路中神经调制及其受体表达情况,并进一步结合药理学、脑片电生理以及在体基因操作技术,研究神经调制系统影响社会行为的机制。

3. 产生社会认知和社会情感的神经环路

高等动物中,个体除了需要准确区分环境中不同类型的社会信息,还需要正确预判其他社会成员所处状态,从而做出恰当的社会行为和情绪反应。社会认知功能出现障碍时,个体因为无法正确判断所处的社会环境,可能表现出过度焦虑(社会恐惧症),缺乏与社会成员交流(自闭症),或者过度社交(威廉氏症候群)等异常社会行为。我们通过和其他实验室合作,试图在非人灵长类狨猴模型中建立研究社会认知功能的行为范式。此外,我们结合使用单细胞测序和在体记录的方法,研究狨猴皮层-边缘系统环路在社会认知以及社会情感中的作用。

4. 幼年个体对社会信息的处理

与同伴间的交流和玩耍是处于发育阶段的社会动物最重要的社会行为。它对个体社会行为、认知以及情感发育具有显著影响。然而,关于参与幼年个体社交行为的神经环路所知甚少。幼年大脑如何编码社会信息?其社会行为的发展伴随哪些神经环路改变?如何受环境影响?结合遗传学、生物信息学以及在体记录的方法,我们试图揭示影响社会行为的神经环路发育和受调节机制。该研究也将为早年干预和治疗某些社会行为异常提供重要提示。

发表文章

1. Li, Y. and Dulac, C.* (2018). Neuronal coding of sex-specific social information in the mouse brain. Curr Opin Neurobiol 53, 120-130 (Cover).

2. Li, Y., Mathis A., Benjamin GF., Osterhout J., Ahanonu B.,Schnizter M.,Venkatesh N and Dulac C* (2017). Neuronal representation of social information in the medial amygdala of behaving mice. Cell 171(5), 1176-1190.

3. Li, Y., Du, X.F., and Du, J.L.* (2013). Resting microglia respond to and regulate neuronal activity in vivo. Communicative & Integrative Biology. 6: e24493

4. Li, Y.,# Du, X.F.,# Liu, C.S., Wen, Z.L., and Du, J.L.* (2012). Reciprocal regulation between resting microglial dynamics and neuronal activity in vivo. Developmental Cell 23, 1189-1202. (# co-first authors)  (Highlighted by Preview in Developmental Cell 23, 1125-1126; and Faculty of 1000; Recommended by NEURON in 2013 as one of most influential papers of microglia research field in the last two years).

5. Xiao, H.,# Li, Y.,# Du, J.L.*, and Mosig, A.* (2011). Ct3d: tracking microglia motility in 3D using a novel co-segmentation approach. Bioinformatics 27, 564-571. (# co-first authors)