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人类记忆中特有神经“指纹”解码
科技日报讯 (记者冯卫东)虽然人类大脑的一般结构和组织是普遍的,但日前发表在《自然·通讯》上的一项新研究表明,可通过大脑活动观察并量化人们重新构想常见情景之间的差异,这些独特的神经系统特征最终可用于理解、研究甚至改善诸如阿尔茨海默症等疾病的治疗。当人们想象相似类型的事件时,每个人都会做不同的事情,因为他们有不同的经历。美国罗彻斯特大学德尔蒙特神经科学研究所的研究表明,可解码与人脑相关的复杂信息并确定每个人记忆中所特有的神经“指纹”。研究人员让26名受试者回忆起常见的情景,例如开车、参加婚礼或在餐厅吃饭。这些场景足够广泛,因此每个参与者都会以不同的方式重新构想它们。参与者的口头描述被映射到计算语
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疼痛or瘙痒?《神经元》描述了这一方面的新蓝图
当你碰到热炉子时,你的手会本能地抽离;如果你错过了梯子上的一个横档,你会本能地抓住自己。这两个动作都只需几秒钟,无需事先考虑。索尔克研究所的研究人员最近绘制了一张脊髓细胞的物理组织图谱,有助于解释这些关键的“感觉动作反射”。2020年11月11日的《Neuron》杂志发表了他们的新蓝图,可能会使人们更好地理解感觉运动系统发育,以及为什么会出现慢性瘙痒和疼痛。“在这个系统的外围进行了很多研究,研究皮肤和肌肉中的细胞如何产生信号,但我们不知道这些感觉信息一旦到达脊髓后是如何被传输和解释的,”索尔克的分子神经生物学实验室教授Martyn Goulding说。“现在我们给了有关这个系统的一个新理解。”
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天津医科大学Nature Neuroscience发文,发现大脑衰老免疫新机制
衰老是生命过程的必经阶段,而中枢神经系统是人体受衰老影响最大的系统之一。目前,与脑衰老相关的认知功能减退已成为老年人健康的巨大威胁。随着年龄的增长,衰老大脑中新生的神经细胞(神经元)数量逐渐减少,造成大脑功能的减退。人脑产生新神经元的关键区域为齿状回。在齿状回中,神经干细胞会先分化为神经母细胞,然后再成熟并整合到神经环路中去。然而,在衰老大脑中,70%以上的新生神经母细胞无法存活并成长为成熟神经元,从而导致大脑认知功能出现进行性减退。衰老过程伴随机体系统性免疫炎症的增加,但目前还不清楚在脑衰老的过程中,免疫系统是否参与及发挥何种作用。天津医科大学总医院刘强、施福东团队最新研究揭示了脑衰老激活免
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为何修复大脑损伤这么难?因为损伤还会波及“旁观者”细胞
俄勒冈州健康与科学大学的最新研究表明,伤害或疾病折磨相对较少的脑细胞,会引起连锁反应,停止神经回路的活动。12月8日发表在《Neuron》杂志上的这项研究结果可能有助于解释为什么在创伤性脑损伤或疾病的情况下,人们会出现暂时但严重的认知功能丧失。“即使是那些没有受伤或患病的所谓的旁观者神经元也能感觉到有损伤,并从根本上改变了它们的功能,”通讯作者、Vollum研究所所长Marc Freeman博士说。“这意味着,当你神经系统受伤时,受影响的不仅仅是受损的神经元,还有可能是所有的神经元。”研究人员在果蝇身上剪掉大束轴突中的一小部分。他们发现,相对较小的损伤波及到了被切断的轴突之外,抑制了根本没有受
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Science子刊:重度抑郁症或能由独特的肠道微生物组进行定义
据对311位个体所做的一项研究披露,科学家们发现,与健康对照组相比,有3种噬菌体、47种细菌和50种粪便代谢物在重度抑郁症(MDD)患者体内的丰度明显增多或减少。这些发现提供的证据表明,MDD或以肠道微生物组失调为特征。Jian Yang和同事还根据他们发现的MDD的细菌、病毒和代谢特征推出了一组标记物指标,后者可有效地区分MDD患者和对照组。一种类似的基于生物标记物的诊断工具或可帮助医生更好地诊断MDD,从而为临床访谈提供指南,而这些访谈常会导致误诊。虽然先前的研究已经观察到MDD患者存在肠道微生物组紊乱,但研究人员尚未发现那些在这一常见精神疾病患者中有所不同的细菌种类,也未就肠道病毒是否也
来源:EurekAlert中文
时间:2020-12-04
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北大学者Science子刊揭示植物机械碰触“记忆”形成的分子机制
由于植物不能移动,他们对复杂环境需要更强的适应性。我们对于过往的天气和环境是有记忆的,比如某年的冬天特别冷,去过的某个地方温暖湿润等,那么植物对于天气和环境有没有“记忆”呢?答案是肯定的,而且植物的这种对天气和环境的“记忆”能够帮助他们更好地适应周围环境。在植物生理学研究中,科学家发现多个与植物 “记忆”有关的有趣现象,例如冬性植物(如冬小麦)的春化,捕蝇草捕食的20秒“记忆”,以及植物的接触形态建成。11月27日,国际著名学术期刊《Science Advances》发表了北京大学生命科学学院钟上威课题组题为“Touch-induced seedling morphological chang
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大脑:论“耐心”的养成
冲绳科学技术研究生大学(OIST)神经计算部门对小鼠进行的一项研究,作者Katsuhiko Miyazaki博士和Kayoko Miyazaki博士,精确指出了大脑中通过血清素(5-羟色胺)促进耐性的特定区域。他们的发现发表在11月27日的《Science Advances》上。“血清素是最著名的行为神经调节剂之一,有助于调节情绪、睡眠-觉醒周期和食欲,”Katsuhiko Miyazaki博士说、“我们的研究表明,这种化学信使的释放在促进耐心方面也起到了至关重要的作用,它增加了小鼠愿意等待食物奖励的时间。”他们使用光遗传学建立了血清素和耐心之间的因果关系。科学家们培育了一种基因工程小鼠,这些
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早期试验提示CAR T细胞或能治疗神经母细胞瘤患儿体内的实体肿瘤
一项涉及12名罹患复发性神经母细胞瘤(一种难治的儿科癌症)儿童的1期试验显示,抗癌性CAR T细胞表现出能有效治疗这些肿瘤的迹象,该治疗能同时避免损害神经组织。这些结果提示,应该对用CAR T细胞治疗神经母细胞瘤和其它实体肿瘤做进一步的评估,因为这些肿瘤通常很难用T细胞疗法进行靶向治疗。CAR T细胞是取自患者的免疫细胞;它们经过工程改造后可追捕癌细胞,并在诸如白血病等血癌治疗中显示了巨大的希望。然而,用CAR T细胞来治疗实体肿瘤要困难得多,因为CAR T细胞很难穿透实体肿瘤。Karin Straathof和同事在此进行了一项1期试验,旨在探索用CAR T细胞治疗神经母细胞瘤的安全性和功效。
来源:EurekAlert中文
时间:2020-11-27
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四环素或可预防寨卡病毒,减少病毒相关神经问题
2015年,全球爆发寨卡病毒感染,导致数百名儿童出生后出现脑畸形。最近,美国国立卫生研究院的研究人员利用各种先进的药物筛选技术,检测了超过1万种化合物,以寻找治疗方法。令他们惊讶的是,他们发现广泛使用的抗生素美他环素(methacycline)能够有效地预防脑感染和减少与病毒相关的神经问题。此外,最初用于治疗阿尔兹海默症和炎症的药物也可能有助于对抗感染。“我们希望我们的结果能为全世界应对下一次潜在疫情做好准备,”这篇PNAS文章的通讯作者Avindra Nath医学博士说。目前还没有发现一种有效的治疗方法或能预防寨卡病毒的疫苗。在这项研究中,研究人员寻找通过可以阻断NS2B-NS3寨卡病毒蛋白
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Brain:定量脊髓磁共振成像评估中枢神经系统脱髓鞘疾病
中枢神经系统脱髓鞘疾病(demyelinating central nervous system disease)是一种自身免疫系统疾病,临床较常见的类型是一种病因不明的T细胞主导免疫疾病——多发性硬化症(multiple sclerosis,MS)。近年来,由水通道蛋白-4抗体(aquaporin-4 antibody,下文简称AQP4-Ab)引起的继发型脱髓鞘疾病视神经脊髓炎谱系障碍以及由髓鞘少突胶质细胞糖蛋白抗体(myelin oligodendrocyte glycoprotein antibody,下文简称MOG-Ab)引起的原发型脱髓鞘疾病也在临床上受到更多关注。 MOG-Ab
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Nature子刊:与神经退行性疾病相似的遗传性心脏病的细胞途径
针对一种遗传性心脏病的研究发现了一种意想不到的心力衰竭新机制。这一里程碑式的发现在RNA结合蛋白(长期以来被认为与神经退行性疾病有关)的聚集与RBM20扩张型心肌病患者心脏组织中发现的蛋白质聚集之间找到了关联。扩张型心肌病是一种使心脏更难将血液输送到身体其他部位的心肌疾病。十年前,妙佑医疗国际(Mayo Clinic)的儿科心脏病专家Timothy Olson医学博士将这种疾病追溯到一种名为RBM20的基因的基因突变上。与大多数心脏病不同的是,这种类型的心肌病会在患者的青壮年时期发病,而且他们患心脏性猝死的风险特别高。在过去的十年里,RBM20心肌病的心力衰竭是由于帮助心脏收缩的蛋白质的基因剪
来源:EurekAlert中文
时间:2020-11-25
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另类自噬解释大脑的独特“垃圾清理”模式
东京医科和牙科大学(TMDU)的一个研究小组发现一种参与细胞废物处理的蛋白质Wipi3,对神经元健康至关重要。一个小小的混乱不会导致任何人死亡,对吧?错了。东京医科大学(TMDU)的研究人员最近表明,大脑中细胞“垃圾”的堆积实际上会导致神经退化,甚至死亡。研究人员在《Nature Communications》杂志上发表了他们的发现,他们描述了一种称为“另类自噬”的细胞废物处理机制的缺陷如何导致大脑细胞铁和蛋白质的致命积累。“细胞不断清除功能失调或不必要的成分,然后被降解和循环利用,”该研究的主要作者Hirofumi Yamaguchi解释道。“自噬是将不需要的细胞成分和蛋白质包含在一个称为自
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浙大,华中科大Neuron最新发文:下丘脑-神经垂体内分泌系统的三维精细结构
下丘脑存在着一群特殊的神经内分泌细胞,它们既保留了神经元的放电特性,又能够释放激素入血,作用于外周的靶器官,在调节机体生长发育、代谢生殖和内环境稳态中发挥着重要作用。其中,分泌血管加压素(AVP,又称抗利尿激素,ADH)和催产素(OXT)的神经元主要位于下丘脑室旁核(PVN)与视上核(SON),它们胞体大,轴突长且直接投射至神经垂体,构成下丘脑-神经垂体系统(Hypothalamo-Neurohypophysial System, HNS),即大细胞性神经内分泌系统(Magnocellular Neuroendocrine System, MNS)。从神经垂体释放入血的AVP与OXT调控机体的
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《Nature》子刊|SARS-CoV-2感染治愈后的免疫记忆,结果利好疫苗!
到目前为止,尚不清楚存活下来的SARS-CoV-2感染或COVID-19是否会导致持久的免疫记忆,从而能够抵御新的感染。几项研究表明,在许多从COVID-19存活下来的人中,SARS-CoV-2特异性抗体只能检测到几个月,因此可能只能提供暂时的保护,防止再次感染。现在弗赖堡大学医学中心的一个研究小组,在Maike Hofmann博士、Christoph Neumann Haefilin博士和Robert Thimme博士领导下证明:从SARS-CoV-2感染恢复后,免疫细胞会在体内形成,并在再次感染时介导快速免疫反应。弗莱堡的这项研究于2020年11月12日发表在著名科学期刊《Nature M
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不可预测的阿尔兹海默症,现在找到病“根”了
虽然阿尔茨海默病(AD)是一种常见的致命的神经退行性疾病,但大多数AD治疗方法似乎没有取得太大进展,无法解开其病因之谜。许多AD药物的目标是消除β-淀粉样蛋白(Aβ)或淀粉样斑块,这些斑块在突触处阻断细胞间信号传导。但有些AD患者在淀粉样斑块切除后仍表现出神经退行性变和认知能力下降。相反,许多人即使在非常高的Aβ水平下也没有神经退化和认知障碍的迹象。此外,为什么星形非神经元细胞(称为星形胶质细胞)在AD早期发病时形状和功能发生变化,并在整个AD过程中持续这种反应状态,这一点一直没有得到确切的解释。基础科学研究所(IBS)和韩国科学技术研究所(KIST)的认知和社会性中心的研究人员已经证明,“反
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控制人类大脑或大或小的新基因
丹麦哥本哈根大学(UCPH)的Lars Allan Larsen教授和Søren Tvorup Christensen教授的研究小组在了解控制大脑皮层(大脑中起关键作用的部分)发育的复杂机制方面迈出了重要一步在注意力、知觉、意识、思维、记忆、语言和意识中的作用。研究结果刚刚发表在《Nature Communications》杂志上。科学家们首先对一个大家庭进行基因分析,在这个大家庭中,孩子们出生时就患有原发性小头症;这是一种罕见的先天性大脑疾病,其特征是大脑皮质缩小,认知功能障碍程度不同。科学家们发现,这些孩子都携带着RRP7A基因的两个拷贝的突变,通过使用干细胞培养和斑马鱼作为
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寻找大脑中的“冥想盆”,还原真实的记忆
大脑对我们感官收集的信息进行编码。然而,为了感知和与环境互动,这些感觉信号必须在大脑中储存的过去经验和个人当前目标的背景下进行解释。由弗莱堡大学医学院教授、马克斯普朗克脑研究所的研究小组组长Johannes Letzkus博士领导的研究小组现在已经确定了这种依赖经验的所谓自上而下信息的关键来源。科学家们已在《Science》杂志上发表了他们的研究结果。新皮层是人脑中最大、最强大的区域。它所有重要的认知功能都是由两种截然不同的信息流汇聚而成的:一种是“自下而上”的信息流,它代表来自环境的信号;另一种是“自上而下”的信息流,它传递的是关于过去经验和当前目标的内部生成的信息。Letzkus说,这些内
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Sci Rep:自愿欺骗行为内部成本的神经机制
山东大学类脑经济学研究院李建标教授团队的研究成果“Internal cost of spontaneous deception revealed by ERPs and EEG spectral perturbations”在Nature Scientific Reports上发表。该研究成果揭示了人类自愿欺骗行为内部成本的神经表达,证实了人类说谎厌恶内部成本的客观存在性和神经机制。行为研究发现,即使说谎能够赚取额外的好处(如金钱),人们仍然不愿意说谎。心理学认为人们将社会规范内化,使其成为一种内在的价值体系。由于说谎违背了社会规范,因此人们选择诚实可能是为了避免不诚实行为的内部惩罚。然而,目
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复旦大学黄志力课题组发现腹侧苍白球调控动机行为和觉醒
人类的生存活动离不开动机、运动、奖赏和学习等行为,而这些行为高度依赖于觉醒状态的维持。目前,关于整合觉醒与动机行为的神经环路和分子机制不明。 近日,脑科学研究院/基础医学院药理学系黄志力教授课题组聚焦腹侧苍白球对觉醒与动机行为的作用,在该领域取得新突破。10月14日,相关研究成果以“Ventral pallidal GABAergic neurons control wakefulness associated with motivation through the ventral tegmental pathway”为题,在线发表于《分子精神病学》(Molecular Psychiat
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eLife论文揭示中法儿童具有跨语言普遍性阅读神经回路
文字的产生使得口耳相传的知识和经验得以记录和传承,对人脑的进化产生了革命性的影响。不同文化中的文字在设计规则、形音义之间的映射方式等方面都存在很大差异。有关人脑对不同文化的文字符号处理是否依赖一个普遍的阅读神经回路,一直存在分歧。近期,认知神经科学与学习国家重点实验室舒华教授、丁国盛教授参与完成的一项跨文化比较脑成像(fMRI)研究,为回答该问题提供了研究证据。 该研究由北京师范大学、北京大学、法国巴黎高师和法国国家健康与医学研究院的研究者合作完成。研究者在中国北京和法国巴黎共招募96名小学儿童。根据学习的文字及阅读水平,这些儿童又分为四组:汉语正常发展儿童,汉语阅读困难儿童,法语正