9月11日，中国科学院遗传与发育生物学研究所张永清研究员（现任湖北大学生命科学学院教授）团队与中科院自动化所余山研究员、英国林肯大学郭昆教授以及北京师范大学卢春明教授合作，在国际著名学术期刊Advanced Science上发表了题为“Disrupted human–dog interbrain neural coupling in autism-associated Shank3 mutant dogs”（Shank3突变犬的人–犬跨脑同步化缺陷）的封面论文。张永清研究员为该论文通讯作者，中国科学院遗传与发育生物学研究所博士研究生任炜为第一作者。
众所周知，家犬是人类最忠诚的朋友，能与人进行亲密而有效的社交互动。然而这种独特的跨物种社交互动的神经机制尚不清楚。跨脑同步化，即同物种不同个体间脑电活动的同步，代表了社交互动的神经基础。
该研究团队首次发现了家犬与人社交互动时的跨脑同步化现象。该团队通过分析家犬和人在社交互动过程中的脑电信号，发现了互相凝视和抚摸可以分别在家犬与人的额叶和顶叶区域诱导神经活动的同步化。这种同步化的强度随着家犬与人的熟悉度增加而增强。且通过信息流分析发现，在社交互动过程中脑电信息流方向是从人到犬，提示在人犬社会关系中人是领导者，而犬是跟随者。
此外，合作团队通过对新建立的孤独症家犬模型研究，发现了孤独症突变犬存在跨脑同步化缺陷和注意力缺陷。针对以上的异常表现，该团队尝试用致幻剂麦角酸二乙酰胺（lysergic acid diethylamide, LSD）进行干预，发现LSD具有显著的挽救效果。该研究首次揭示了犬与人跨物种社交互动中的神经机制，即跨脑脑电同步化现象，并揭示致幻剂LSD具有改善孤独症社交障碍的临床转化潜力。
本研究得到了国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金委和北京市科学技术委员会等项目的资助。张永清教授研究团队长期以果蝇、非人灵长类猕猴为实验体系，近年来主要聚焦家犬遗传模型（家犬模型特别适合于以社交和情感障碍为主的精神疾病基础和转化研究），通过多学科的研究手段包括基因编辑，脑影像和电生理分析以及行为学和认知功能分析等致力于研究神经突触的发育和功能调控，发现了多个调控突触发育的新通路和新机制，以及相关重大神经疾病特别是自闭症的分子细胞和神经环路机制；在国际上首创孤独症家犬模型。张永清教授在Cell, J Cell Biology, Current Biology, Molecular Psychiatry, Cell Research和 PNAS等国际高水平杂志上发表论文60余篇，获批专利10项，担任多个国际主流期刊的审稿人，现任中国遗传学会理事、中国实验动物协会常务理事，Neuroscience Bulletin副主编等。
图1 孤独症犬模型的人犬跨脑同步化缺陷及LSD药物挽救
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来源：Wiley分子细胞科学
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