在神经退行性脑疾病中，帕金森氏病对人类的危害仅次于老年性痴呆，具体的发病机理仍有待阐明，目前缺乏公认的理想疗法。帕金森氏病典型的临床症状是运动机能障碍和认知障碍，特别是运动技能学习与记忆能力受损。这种运动技能认知障碍是否源于运动皮层可塑性的异常变化一直没得到证实。
　　武汉光电国家实验室生物医学光子学功能实验室的许彤辉教授与美国斯坦福大学的Ding Jun教授合作的论文“ 帕金森小鼠模型运动皮层神经环路动态重构”（Dynamic rewiring of neural circuits in the motor cortex in mouse models of Parkinson’s disease），于8月26日在神经生物学国际顶级期刊、Nature子刊Nature Neuroscience上正式发表，并被作为亮点工作配发了由帕金森氏病研究权威Paolo Calabresi教授和Massimiliano Di Filippo博士联合撰写的News and Views专栏文章加以特别介绍。
　　在这项工作中，许彤辉教授研究小组利用双光子神经环路活体成像技术，首先证实了帕金森小鼠大脑运动皮层神经环路可塑性发生异常，观测到了神经信号传递的基本结构单位突触大量丢失和生成，并发现这种双向变化分别由神经递质多巴胺的不同信号通路介导；Jun Ding教授课题组利用电生理记录技术，发现了帕金森小鼠大脑运动皮层功能异常。这些结果展示出帕金森大脑结构功能的异常变化以及两者间的对应关系。该研究组还结合应用行为学实验，初步阐明了帕金森小鼠模型运动技能学习和记忆障碍的机制。这些研究成果不仅为揭示帕金森氏病发病机理提供新的线索，也为把运动皮层作为治疗该病新的靶点给予了直接和强有力的证据。
　　本项工作由生物医学光子学功能实验室许彤辉教授与美国斯坦福大学DingJun教授共同领导。我校生物医学工程专业2011级博士生郭丽利、熊欢作为并列第一作者，博士生崔玉婷（2012级）、舒玉（2011级）共同参与了该项工作。该研究得到了国家自然科学基金、国家自然科学基金创新群体、国家重大科学仪器设备开发专项、武汉光电国家实验室主任基金以及华中科技大学校基金（国际科技合作专项）资助项目支持。

　　图注：帕金森小鼠运动皮层(M1)突触可塑性变化异常。(a) 黄色荧光转基因鼠颅骨磨薄后下方血管图。红框为神经环路活体成像区域；(b)图a红框区域神经纤维的活体成像图. (c–e) 同一树突区域重复成像结果显示：和对照组相比，两种帕金森小鼠模型(注射MPTP或 reserpine)M1突触的消亡(箭型所指处) 和生成 (箭头所指处)均加剧. 图像采集于药物注射前(0d)和注射4天后(4d)；(f) 小鼠抓取食物训练示意图；(g) 帕金森小鼠抓取成功率明显低于正常对照组；(h) 前两天训练触发产生的突触保有率比非训练自发产生的突触保有率要高，而即使经过训练的帕金森小鼠新突触保有率明显低于正常的经训练的小鼠，这可能是其运动技能记忆障碍的重要结构学基础。