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新人造突触或使类脑计算机梦想成真 拥有生物特性
科技日报北京6月21日电 （记者刘霞）据美国趣味科学网站消息，韩国科学家最近研制出迄今为止能耗最低的人造突触。与以前产品相比，它能更好地模拟人脑神经元之间的关联。研究人员表示，这一突破有望使研制能像人类一样解决问题的大型类脑计算机成为现实。研究人员发表在17日出版的《科学进展》杂志上的论文称，人脑庞大的计算能力源于神经元之间的关联。从理论上说，人脑每秒可进行1亿亿次运算。科学家一直希望能研制出可模仿人脑能力和效率的类脑计算机。该论文主要作者、韩国浦项工科大学材料学家李大佑（音译）表示：“研制出拥有生物突触行为的人造突触是关键的一步。”新型人造突触是一种晶体管（电子开关），能通过开启和关闭模拟生
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华人学者构建新的大脑图谱
生物通报道：最近，南加州大学（USC）的科学家们，绘制了小鼠大脑的一个未知部分，可解释亨廷顿氏中和自闭症这类疾病中可能发生了哪些电路中断。本文通讯作者、南加州大学Mark and Mary Stevens神经影像和信息学研究所的神经学副教授董宏伟（音译，Hong-Wei Dong）和他的同事们，在过去的十年里一直都在绘制小鼠大脑的路线图。他们最近的研究结果发表在6月20日的《Nature Neuroscience》杂志，研究了负责运动学习的那部分大脑（即背侧纹状体——它位于大脑的前部附近）的连接。科学家向大约150只小鼠大脑结构中注入了荧光分子，并用高分辨率显微镜，在这些分子穿过大脑“细胞高速
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Cell重大成果：益生菌有望治疗自闭症
生物通报道：人类消化道中居住着大量的微生物，它们被统称为肠道微生物组。肠道微生物组在人类代谢食物、抵御感染和应答药物等过程中起到了重要的作用。许多人类疾病都与微生物组失衡有关。Baylor医学院的研究人员六月十六日在Cell杂志上发表文章指出，缺乏一种肠道菌会使小鼠出现与自闭症谱系障碍（ASD）类似的社交障碍。给缺陷小鼠肠道补充这种肠道菌，可以逆转它们的一些行为缺陷。自闭症又称孤独症，是一种发育障碍类疾病，可导致严重的社交行为变化，主要表现为社交障碍、沟通困难、重复和刻板行为以及言语发育迟缓。患者通常起病于3岁之前，生活基本不能自理，可能需要持续一生的治疗。到目前为止，人们还没有找到可以治愈自
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日本国立神经医疗研究中心称肠内有益菌减少易患抑郁症
科技日报东京6月16日电 （记者陈超）日本国立神经医疗研究中心对43名重度抑郁症患者和57名健康者肠内细菌对比后发现，抑郁症患者人群有益菌双歧杆菌和乳酸杆菌的数量明显少于健康人群。这一研究结果显示，有益菌少的人患抑郁症风险较高。日本目前接受抑郁症治疗的患者约有70万人，而未接受治疗的患者据推测超过治疗者数的3至4倍，是威胁日本人健康的主要疾病之一。人们一般认为，抑郁症病因是神经递质异常、应激反应的内分泌异常以及慢性炎症等生物学原因，但对抑郁症并没有更多的了解。人类肠道有1000多种细菌，数量超过100万亿个，总重量约为1至1.5公斤。这些细菌从食物中吸收营养，合成维生素及蛋白，防止外界病原菌侵
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PNAS：打个盹儿可提高记忆力
生物通报道：最近，美国加州大学河滨分校以心理学教授Sara C. Mednick为首的一个研究小组发现，在睡眠过程中，自主神经系统——负责控制不自觉指导的身体机能 (如呼吸、心跳和消化过程)，对于促进记忆巩固过程（这个过程将来自短期的信息转化成长期记忆），发挥一定的作用。这一开创性的研究以“Autonomic Activity During Sleep Predicts Memory Consolidation in Humans”为题发表在《PNAS》杂志上。Mednick和她的团队首次证明，在睡眠期间自主神经系统(ANS)活动增加，与记忆的改善有关。Mednick解释道：“睡眠可以促进最近
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利用光遗传学来唤醒你的记忆
生物通报道 对于复杂的大脑，研究人员一直热衷于了解它的功能。在新技术的协助下，人们对大脑的了解又多了几分。在新一期的《BioTechniques》上，Jeffrey Perkel介绍了光遗传学如何为学习和记忆提供新的见解。在这个趋向老龄化的社会，阿尔茨海默病（俗称老年痴呆症）并不少见。Dheeraj Roy的祖母便是其中的一位。当Roy成为麻省理工学院（MIT）的一名研究生时，发现曾经疼爱他的祖母竟然不认识他。这刺激Roy立志从事一个相关的研究。幸运的是，Roy所在的实验室正开展这方面的研究，Susumu Tonegawa教授是1987年的诺贝尔奖获得者，自90年代以来一直关注神经科学，特别是
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Cell发表自闭症颠覆性发现
生物通报道：自闭症谱系障碍（ASD）主要表现为社交障碍和重复性行为，患者往往会对感官刺激产生异常的反应。人们普遍认为ASD由大脑发育缺陷引起，是一种纯粹的大脑疾病。然而，哈佛医学院的研究团队最近发现事实并非如此。他们在Cell杂志上发表文章指出，自闭症患者的触觉感知、焦虑和社交障碍与外周神经有关，这些神经负责将感觉信息传递给大脑。此前有研究显示，与人类ASD有关的一些基因突变会影响突触功能，干扰神经元之间的通讯。David Ginty教授及其同事将这些ASD基因突变引入小鼠的外周感觉神经元，观察这些小鼠对皮肤轻微触碰有何反映。研究显示，这些突变影响了皮肤感觉神经元与脊髓神经元之间的神经冲动传递
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****盛祖杭JCB发表神经学成果
生物通报道：最近，美国国家神经疾病和中风研究所的研究人员发现，提高线粒体沿神经轴突的传输，可增强小鼠神经细胞在损伤后的自我修复能力。相关结果发表在《Journal of Cell Biology》杂志上，指出了潜在的新策略，来刺激因损伤或疾病而受损的人类神经元的再生。本文通讯作者是美国国家卫生院资深研究员盛祖杭（Zu-Hang Sheng）教授。盛祖杭教授目前担任美国国立健康研究院神经突触功能研究室主任、首席研究员，教育部“****奖励计划”讲座教授。他所领导的实验室致力于探索线粒体和内体/溶酶体等细胞器在神经元轴突转运，以及如何参与调节神经细胞的信号传导，及其对神经细胞的发育、功能、维持和对
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读脑设备将大脑信息转为语音
未来一种奇特的读脑设备，可以直接将人类思想意识转变成为语音信息。这项研究已持续进行了多年时间，近期科学家通过监控大脑活动性，能够成功地回放测试者大脑思考的单词。虽然这项研究仍有许多需要完善的方面，但研究人员表示可以帮助中风和瘫痪患者，使患者们能够与亲人进行交流。美国加州大学伯克利分校罗伯特·奈特教授带领一支研究小组，研究了他们所听到的单词信息。目前存在着许多神经系统疾病，限制患者的语言能力，使人们无法完全掌握所想表达的内容。奈特希望研制一种植入型设备，直接译码大脑信号，将人们所想的单词转变成语音文件，再通过语音设备直接朗读出来。基于这样的设备，人们可以通过电子扬声器或者书写设备与瘫痪患者进行交
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蒲慕明获2016年度Gruber神经科学奖
科学网6月8日上海讯（记者黄辛）美国时间6月7日，Gruber基金会宣布2016年度Gruber神经科学奖将授予世界知名科学家，中科院外籍院士、中科院上海生科院神经科学研究所所长、加州大学伯克利分校杰出生物学荣誉教授蒲慕明，以表彰他在大脑神经可塑性的分子和细胞机制研究方面所做出的开创性工作。 据悉，该奖项将于11月13号在圣地亚哥举行的第46届神经科学年会上颁发给现年67岁的蒲慕明博士。 “通过其创新和巧妙的实验，蒲慕明极大地促进了我们对大脑可塑性在神经细胞层面的认识。换句话来说，由于环境和经验影响，大脑神经细胞是如何具有形成新的连接或改变已有连接强度的能力的”，斯坦福大学
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Nature发布神经学重要发现
生物通报道 蜘蛛帮助来自澳大利亚和美国的研究人员发现了治疗肠易激综合征疼痛的一个新靶点。由来自昆士兰大学(UQ)和阿德莱德大学的研究人员组成的一个国际研究小组，利用蜘蛛毒液鉴别出了与传递机械疼痛有关的一种特异蛋白，机械疼痛是肠易激综合征患者体验的一种疼痛类型。昆士兰大学分子生物科学研究所(IMB)疼痛研究中心研究员Glenn King教授说，这一研究发现是朝着开发出治疗方法迈出的关键一步。“蜘蛛毒液是调查人体疼痛信号的一种有效工具。蜘蛛生成毒素来杀死猎物，保护自身对抗捕食者，这一抵御捕食者的最有效方式可让它们感觉到剧烈的疼痛。因此，蜘蛛毒液中应该富含可刺激我们身体疼痛感知神经的一些
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可修改记忆的“神奇”蛋白
生物通报道：最近，美国南加州大学（USC）的科学家们，开发出一种新工具——GFE3蛋白，能够以定向的方式修改大脑活动和记忆，而无需任何药物或化学物质的帮助。相关研究结果发表在6月6日的《Nature Methods》杂志。本文通讯作者、USC Dornsife文理学院生物学教授Don B. Arnold指出，GFE3蛋白可能帮助研究人员定位大脑中的神经联系，并更好地了解抑制性突触是如何调节大脑功能的。Arnold表示，这个蛋白还可能让研究人员能够控制神经活动，并对从精神分裂症到可卡因成瘾这些疾病的研究，起到推动作用。这个蛋白质在特定细胞中携带突触蛋白的“死刑判决”。 这个蛋白质可被编码在动物基
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盘点2016上半年抑郁症研究最受关注成果
生物通报道：抑郁症又称抑郁障碍, 是情感障碍的主要类型之一，其典型临床症状包括心境低落、认知功能损伤、思维迟缓、意志活动减退等，虽然这一名词看起来“高大上”，但实际却十分接地气，比如产后抑郁的比率就高达三分之一。上半年不少科学家在这一领域取得了重要的成果，让我们来一起回顾下：Mood, stress and longevity: convergence on ANK3这项研究指出，抑郁和紧张的影响可能从一个人的脸上看出来，并可能影响寿命，而且还有可能存在于遗传活动的变化中。来自印第安纳大学医学院和斯克里普斯研究所的研究人员，确定了一系列的基因，可能调节好/坏情绪和应激反应对寿命的影响。特别是，
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遗传所张永清PLOS Genet自闭症新成果
生物通报道：Angelman综合征是一种神经发育疾病，其主要临床表现是严重的智力障碍、发育迟缓、共济失调、癫痫、语言缺失、自闭并伴随不合适大笑等异常行为，所以该疾病又称“快乐木偶症”（happy puppet syndrome）。Angelman综合症是由E3泛素连接酶UBE3A的突变或缺失导致的。而含有该基因的染色体片段15q11-q13重复或UBE3A的活性增加则导致自闭症。因此，UBE3A的不同突变导致两种不同的疾病。自闭症是起病于婴幼儿时期的发育障碍疾病，表现为社会交往障碍、语言交流障碍、兴趣狭窄和行为刻板。Angelman综合症和自闭症不仅给患儿和家庭造成终生的痛苦，同时也为家庭和社
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PLoS Genet：中国学者取得自闭症研究新进展
Angelman综合征是一种神经发育疾病，其主要临床表现是严重的智力障碍、发育迟缓、共济失调、癫痫、语言缺失、自闭并伴随不合适大笑等异常行为，所以该疾病又称“快乐木偶症”（happy puppet syndrome）。Angelman综合症是由E3泛素连接酶UBE3A的突变或缺失导致的。而含有该基因的染色体片段15q11-q13重复或UBE3A的活性增加则导致自闭症。因此，UBE3A的不同突变导致两种不同的疾病。自闭症是起病于婴幼儿时期的发育障碍疾病，表现为社会交往障碍、语言交流障碍、兴趣狭窄和行为刻板。Angelman综合症和自闭症不仅给患儿和家庭造成终生的痛苦，同时也为家庭和社会带来沉
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Cell新研究颠覆神经生物学教条
生物通报道 哺乳动物的嗅觉比我们认为的要复杂得多。并非一个受体家族专门致力于检测气味，一项小鼠研究报道称发现嗅球周围的一组神经元利用了一种替代机制来捕捉气味。他们所谓的这些necklace神经元利用了新发现的嗅觉检测系统来响应引起本能反应的气味，如信息素和种子与坚果的味道。哈佛大学的研究人员将他们的研究结果发布在《细胞》（Cell）杂志上。论文的资深作者、哈佛医学院神经生物学家Sandeep Robert Datta说：“我们的研究工作表明，就机理而言哺乳动物的嗅觉机制并非是完全统一的，而是可以采用许多形式，由多种类型的受体所介导。这些研究结果改变了我们对于动物如何探查化学环境的看
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PLOS Genetics：神经退行性疾病新进展
亨廷顿舞蹈症（Huntington Disease, HD），又称大舞蹈病，是一种常染色体显性遗传的神经退行性疾病，在欧美人群中，平均每十万人中有5至10人罹患此病。HD病人的主要症状包括运动、认知功能及情感障碍。此病一般在中年人群中发病最终导致死亡。亨廷顿舞蹈症发病的主要原因是患者第四号染色体上的亨廷顿基因（Huntingtin gene，HTT）的CAG 重复序列超过36个，造成亨廷顿蛋白构象异常并在脑内高度聚集及导致神经细胞死亡。科学家们正试图采用各种方法降低亨廷顿蛋白的表达水平而达到治疗HD的效果。然而由于亨廷顿蛋白对于小鼠胚胎早期发育至关重要，如何有效及安全地减少亨廷顿蛋白的表达
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Cell子刊：肠道菌会影响你的大脑
生物通报道：德国研究团队最近发现，用抗生素杀死肠道菌会影响大脑海马体的神经发生。这项发表在Cell Reports杂志上的研究将大脑、免疫系统与肠道关联起来，还揭示了负责通讯的特殊白细胞。“长时间抗生素治疗可能影响大脑的功能，”文章资深作者Susanne Asu Wolf说。“益生菌和锻炼能够恢复大脑的可塑性，应当被视为可行的治疗方案。”研究人员用大量抗生素清除了小鼠的肠道菌。与对照小鼠相比，丧失了健康肠道菌的小鼠在记忆测试中表现得更糟，海马体的神经发生也会出现问题。海马体是关键的记忆和学习区域，终生都在生产新的大脑细胞。研究人员对抗生素处理小鼠进行研究，发现它们大脑、血液和骨髓中的Ly6Ch
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Lancet子刊：让抑郁症患者进入迷幻世界
——一项调查显示，裸盖菇素能改善具有治疗耐药性患者的抑郁症症状。生物通报道：致幻蘑菇（Psilocybin mushrooms）是一类具有致幻作用的真菌，随着服用毒品人数的增加，致幻蘑菇逐渐为人们所重视。这种毒蘑菇含有使食用者出现幻觉甚至致残/致死的神经毒素。2006年，约翰霍普金斯大学研究发现，人类在摄入致幻蘑菇的活性成分裸头草碱之后，将会出现令人欣喜若狂的幻觉。这是自1960年迷幻剂被管制之后人们首次发现其致幻的机理。裸头草碱（Psilocybin），又名裸盖菇素，曾被科学家们发现能用于降低癌症患者的焦虑情绪。近期来自伦敦帝国学院的研究人员将这种活性成分用于12位在抑郁症治疗过程中发生抵抗
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Science揭秘：睡眠帮助记忆
生物通报道 科学家们在5月13日的《科学》（Science）杂志上报告称，发现在快速动眼睡眠(REM sleep)过程中的脑电波固化了小鼠的记忆。科学家们以往怀疑快速动眼睡眠对于记忆很重要。但一直以来都难于研究快速动眼睡眠对记忆的影响，其部分原因在于科学家们往往采取唤醒人们或动物的方法——这一压力体验会以不同的方式影响睡眠。加拿大麦吉尔大学的Richard Boyce和同事们采用一种更精妙的方法来打断了小鼠的快速动眼睡眠。利用一种叫做光遗传学的技术，研究人员阻断了快速动眼睡眠过程中海马内（与记忆相关的脑结构）称作为θ波的脑振荡。这种光触控意味着小鼠在睡着的同时海马中有较少的快速动眼
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