“情感和记忆的神经环路基础”重大研究计划2014-国家自然科学基金委.DOC

附件 “情感和记忆的神经环路基础”重大研究计划 2014年度项目指南 一、科学目标 本重大研究计划以情感和记忆的神经环路为主要研究内容，充分发挥医学科学、生命科学和信息科学等学科的特点以及学科交叉的优势，引入连接组、功能组等系统化的研究理念，结合临床情感和记忆障碍疾病特点，对情感和记忆（尤其是情感相关的记忆）的神经环路的结构和功能进行定量化描述。在前期重点支持项目和培育项目研究成果的基础上开展情感和记忆的集成研究。重点揭示情感及其相关记忆的神经微环路的发育过程、结构特点、功能及调控的作用和机制。以情感和记忆的神经环路为引导，多学科多手段联合、研发并集成具有自主知识产权的新技术新方法，构建新平台新系统，提出新理论新知识。在特定神经环路在情感和记忆中的机制方面取得原创性的突破。 二、遴选项目的基本原则 （一）强调以科学问题为导引，紧密围绕本重大研究计划的核心科学问题。 （二）体现多学科多模态交叉。 （三）开发新技术，建设新平台。 （四）基础较好、条件较为成熟，有取得突破性进展的潜力。 三、2014年度重点资助领域和研究方向 根据本重大研究计划总体布局的要求及中期已取得的阶段性成果和整体进度安排，经指导专家组研究决定，2014年度不再受理一般的“培育项目”或“重点支持项目”，而是着力于“集成项目”以及与集成方向密切相关的“培育项目”的申请和立项，以利于实现本重大研究计划的预期目标，达到集成升华、跨越发展的目的。“集成项目”以科学问题为导向，在前期“培育项目”和“重点支持项目”研究成果的基础上，围绕“情感和记忆的神经环路的结构和功能”这一科学目标，重点在以下三个主要方向上进行项目集成。 （一）恐惧及其相关负性情绪的神经环路基础（拟安排经费1600万元）。 以恐惧及其相关负性情绪（如焦虑等）为模型，以杏仁核为主要载体，以神经环路为研究对象，多模态多学科研究恐惧及其相关负性情绪的神经环路基础。重点鼓励整合运用清醒动物多通道电生理记录、活体微尺度光学功能成像技术、光遗传刺激与抑制、基于工具病毒的神经环路示踪技术、全脑尺度神经环路重建技术、分子遗传学技术、信号转导分子的活体在线高选择分析等多项新技术，在分子-突触-细胞-网络等多个水平上，解析恐惧及其相关负性情绪的神经环路结构、功能特征及分子细胞机制。 主要研究内容： 1.与外侧杏仁核及中央杏仁核相互连接的皮层下核团，包括上丘、中缝核、蓝斑、缰核、下丘脑等，在先天性恐惧及习得性恐惧的表达、相关负性情绪调节过程中的神经微环路活动特点、核团间投射、神经调质的生理功能和机制。 2.与上述杏仁核区域相互连接的大脑皮层包括前额叶皮层、感觉皮层等，以及海马等前脑区域，在恐惧及其相关负性情绪记忆形成中的生理活动特点、脑区间投射、皮层微环路连接、神经传递特点和机制、神经可塑性机制。 （二）情感与记忆的神经环路在细胞分辨水平的可视化研究（拟安排经费1200万元）。 建立标准化的样品标记、成像系统和三维可视化等新技术新方法，实现在细胞分辨水平的情感与记忆的神经环路的可视化。 主要研究内容： 1.选择合适的情感与记忆的动物模型或情感与记忆相关重大神经精神疾病（如精神分裂症、成瘾、抑郁症和自闭症等）动物模型，在全脑范围，建立标准化的高尔基染色、尼氏染色或特定神经元类型（如GABA能神经元、胆碱能、多巴胺能和5-羟色胺能等）或特定脑区的荧光标记方法，发展可靠性高、稳定性好的成像技术，提高成像速度，获取若干套具有代表性的全脑在细胞分辨水平（亚微米分辨率）的情感与记忆相关的神经环路图谱。 2.发展面向万亿字节（TeraByte, TB）量级海量数据的大型可视化技术方案，发展针对高分辨脑图谱的分割、标识和可视化等定量图像分析方法，为研究情感与记忆过程中不同神经元的直接输出和输入环路，并定量、可视地展示其差别，为揭示情感与记忆及其相关疾病的发生发展机制提供重要基础和条件。 （三）情感和记忆神经环路新一代脑图谱的构建及临床基础研究（拟安排经费1200万元）。 以“新一代脑图谱”为核心(“新一代脑图谱”是指比现有脑图谱既具有更精细的脑区划分、又具有不同亚区解剖与功能连接模式的全新人类脑图谱)，发展精细脑图谱构建所需要的多模态影像技术及其计算理论和方法，建立面向特定情感和记忆神经环路的新一代脑图谱，研究神经精神疾病及其动物模型的情感和记忆神经环路的异常表征，为情绪和记忆障碍相关疾病的临床诊断提供新的生物标志。 主要研究内容： 1.“新一代脑图谱”的构建与验证：针对情感和记忆神经环路的核心脑区，发展精细脑图谱构建所需要的多模态影像技术及其计算理论和方法，构建既具有精细的脑区划分、又具有不同亚区解剖与功能连接模式的新一代脑图谱；通过人与非人灵长类动物模型的整合研究，研究情绪和记忆环路在进化过程中结构和功能的神经生物学基础，