龚蓉

大脑如何从身体内部的变化中学习，并利用过去的经验预测生理需求、指导未来行为？ 传统神经科学对学习与记忆的研究，主要关注大脑如何利用视觉、听觉等外部感觉信息，以及奖赏和惩罚等反馈来指导行为。然而，从进化角度来看，感知和调节身体内部状态是一种更为古老且高度保守的生命能力。饥饿、口渴、营养水平和内脏活动等内部信号，不仅反映机体当下的生理状态，也为大脑提供重要的学习信息。大脑不仅被动感知和调节身体，更能够从身体内部学习，形成对生理需求的预测，并主动调整未来的行为。

一个有趣而基本的现象是：为什么动物有时仅凭一次进食经历，就能记住某种食物的营养价值或潜在危害，并在未来主动选择或回避它？ 食物的味道可以被立即感知，但其营养或致病效应往往需要数分钟甚至数小时才能通过身体内部信号反馈给大脑。大脑如何将这些延迟的生理反馈与此前的进食经历建立关联，并形成持久的记忆？更引人关注的是，某些内感受学习具有惊人的效率和记忆持久性，甚至一次经历就足以长期改变行为。这种高效学习是否依赖独特的神经群体动态、环路组织和可塑性机制？与经典的外感受学习相比，它是否遵循不同的学习规则？ 此外，我们对饥饿等身体内部状态的主观感知，并不总是与血糖等外周生理指标直接对应。那么，过去的学习与记忆是否也在塑造我们对身体状态的感知，甚至改变身体需求转化为行为动机的方式？

本实验室以小鼠进食行为和食欲调节为主要研究模型，结合在体神经活动记录与操控、神经环路解析、分子生物学和计算分析等技术，重点探索三个相互关联的科学问题：

1. 内感受学习与记忆的神经机制： 大脑如何从身体内部信号中学习，形成价值记忆，并指导未来的行为决策？内感受学习是否具有区别于经典外感受学习的神经群体动态、计算规则和可塑性机制？

2. 脑–体交互与预测性调节： 学习与记忆如何塑造对身体内部状态的感知，并协调大脑与外周器官，实现对行为和生理功能的预测性调节？

3. 疾病机制： 内感受学习与记忆的异常如何影响食欲和身体状态的感知，并参与进食障碍、代谢疾病及精神疾病的发生与发展？

我们的目标不仅是理解大脑如何调控食欲，更希望以进食这一基本生命行为为切入点，揭示大脑如何从身体内部学习、形成预测，并协调感知、行为与生理功能的基本神经原理。 这一研究有望拓展现有学习与记忆理论的边界，并为理解肥胖、神经性厌食症及相关精神与代谢疾病提供新的理论视角。

2012    清北联合中心特等博士后奖金

2011    北京生命科学研究所优秀研究生奖学金

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2. Zhong S, Zhang X, Gao X, Li Z, Huang L, Guo Q, Gong R, Ren J, Luo M, Lin R. Ultrabright chemical labeling enables rapid neural connectivity profiling in large tissue samples. Neuron. 2025 Nov 19;113(22):3741-3757.e11. doi: 10.1016/j.neuron.2025.08.022. Epub 2025 Sep 18. PMID: 40972576.

3. Tang L, Wang J, Ding J., Sun J, Chen X, Shen Q, Song R, Cao P, Gong R, Xu F, Ge W, Sun W, Zhao H, Wu J.  Curved light sheet microscopy for centimetre-scale cleared tissue imaging. Nat. Photon. 19, 577–584 (2025). https://doi.org/10.1038/s41566-025-01659-4

4. Zhu Z, Gong R, Rodriguez V, Quach KT, Chen X, Sternson SM. Hedonic eating is controlled by dopamine neurons that oppose GLP-1R satiety. Science. 2025 Mar 28;387(6741):eadt0773. doi: 10.1126/science.adt0773. Epub 2025 Mar 28. PMID: 40146831; PMCID: PMC12009138.

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8. Gong R^*, Ding C^*, Hu J^*, Lu Y, Liu F, Mann E, Xu F, Cohen MB, Luo M. Role for the membrane receptor guanylyl cyclase-C in attention deficiency and hyperactive behavior. Science. 2011 Sep 16;333(6049):1642-6. doi: 10.1126/science.1207675. Epub 2011 Aug 11. PMID: 21835979. (* equal contribution)