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DOT1L基因变异与一种新的神经系统疾病相关
Hugo J. Bellen博士是贝勒医学院的杰出服务教授,也是德克萨斯儿童医院Jan and Dan Duncan神经学研究所(Duncan NRI)的首席研究员,他的实验室进行的一项研究发现,DOT1L基因的功能获得变异会导致一种新的疾病。进一步的研究表明,令人惊讶的是,患者的大多数症状是由于由该基因编码的组蛋白甲基化酶的酶活性增加。这项研究发表在《美国人类遗传学杂志》上。Bellen博士说:“这个项目起源于由Gregory Costain博士领导的加拿大未确诊疾病网络、病童复杂护理基因组学项目,以及对GeneMatcher数据库的搜索,发现了9名具有智力残疾、发育迟缓、独特面部特征和其他
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深圳研究生院田永鸿团队脉冲神经网络深度学习开源框架研究成果在Science子刊发表
脉冲神经网络(Spiking Neural Network, SNN)被誉为第三代神经网络,使用更低层次的生物神经系统的抽象,既是神经科学中研究大脑原理的基本工具,又因其稀疏计算、事件驱动、超低功耗的特性而备受计算科学的关注。随着深度学习方法的引入,SNN的性能得到大幅度提升,脉冲深度学习(Spiking Deep Learning)成为新兴的研究热点。传统SNN框架更多的关注生物可解释性,致力于构建精细脉冲神经元并仿真真实生物神经系统,并不支持自动微分,无法充分利用GPU的大规模并行计算能力,也缺乏对神经形态传感器和计算芯片的支持,难以用于脉冲深度学习任务。图1:Spikin
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有希望能缓解瘙痒的神经细胞
偶尔搔痒可以缓解瘙痒,但当瘙痒失去控制时,它可能会成为一个严重的健康问题。身体怎么知道什么时候该停止呢?加州大学旧金山分校的科学家们正在接近答案。他们发现了一个以一种名为IL-31的免疫蛋白为中心的反馈回路,它既能引起瘙痒的冲动,又能缓解附近的炎症,这一突破可能会改变医生治疗从湿疹到过敏等疾病的方式。该研究结果发表在10月13日的《Science Immunology》杂志上,为新一代药物的研发奠定了基础,这些药物可以更智能地与人体天生的自我调节能力相互作用。先前的研究表明,IL-31发出瘙痒信号并促进皮肤炎症。但加州大学旧金山分校的研究小组发现,神经细胞或神经元对IL-31有反应,引发抓伤,
来源:Science Immunology
时间:2023-10-16
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创伤性记忆可以重塑大脑
长期以来,科学家们一直在推测新记忆形成时大脑中发生的物理变化。现在,美国国家生理科学研究所(NIPS)的研究揭示了这个有趣的神经学之谜。在最近发表在《自然通讯》上的一项研究中,研究小组通过使用一种结合光学和基于机器学习的方法的新方法,成功地检测了涉及创伤记忆的大脑神经元网络,捕捉了记忆形成过程中发生的复杂变化,并揭示了创伤记忆产生的机制。动物学会适应不断变化的生存环境。包括经典条件反射在内的联想学习是最简单的学习类型之一,在过去的一个世纪里得到了广泛的研究。在过去的二十年中,分子、遗传和光遗传学方法的技术发展使得识别控制新联想记忆形成和检索的大脑区域和特定神经元群成为可能。例如,内侧前额叶皮层
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Nat Commun | 服部素之团队合作揭示神经性疼痛相关的P2X4受体别构抑制的机制
P2X受体是非选择性的阳离子通道家族,受胞外ATP激活。该家族在脊椎动物中有七种亚型,以同源或异源三聚体的形式发挥生理功能。其中,P2X4主要在神经元、免疫细胞以及心血管平滑肌与内皮细胞中表达,参与促炎症细胞因子的释放,与慢性神经性疼痛、神经性炎症有关,是个潜在的药物靶点。迄今已发现了一些P2X4亚型特异性的拮抗剂,然而,P2X4受拮抗剂抑制的详细机制仍不清楚。2023年10月13日,复旦大学生命科学学院的服部素之团队和中国药科大学基础医学与临床药学学院的汪津团队联合在Nature Communications杂志在线发表题为Structural insights into the allos
来源:复旦大学生命科学学院
时间:2023-10-15
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21篇论文聚焦大脑细胞图谱:人类脑细胞类型的巨大多样性揭示了新的数据集宝库
细胞谱系:单细胞技术鉴定出具有不同形状和放电模式的中间神经元亚型。图片来自艾伦脑科学研究所今天出版的《科学》、包括近期《科学进展》和《科学转化医学》上的21篇论文中,介绍了数千种细胞类型,这些细胞分布在人类大脑和我们最亲近的灵长类动物的大脑中。“这是一项巨大的事业,”哈佛大学分子和细胞生物学教授Joshua Sanes说,“这确实是转化神经科学、系统神经科学以及分子神经科学未来10年、20年的发展基础。”这项新工作使用单细胞分子方法识别了发育中和成人大脑中3000多种不同的神经元和非神经元细胞类型。个别研究还比较了来自75个人和8个皮层区域的样本的细胞组成,以及人类和4种非人类灵长类动物的样本
来源:spectrumnews
时间:2023-10-14
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一种药物能促进神经生长,增强肌肉力量
斯坦福大学医学院的研究人员发现,一种小分子先前被证明可以通过恢复神经和肌肉纤维之间失去的连接来增强受伤或年老的实验室小鼠的力量。这种分子阻断了一种与衰老相关的酶的活动,这种酶被称为15-PGDH,随着肌肉年龄的增长,这种酶会自然增加。研究表明,神经损伤后肌肉中的gerozyme水平增加,并且在患有神经肌肉疾病的人的肌肉纤维中普遍存在。这项研究首次表明,受损的运动神经元(连接脊髓和肌肉的神经)在药物治疗后可以被诱导再生,并且至少可以部分恢复失去的力量和肌肉质量。研究表明,如果在人类身上看到类似的结果,这种药物可能有一天被用来防止因衰老或疾病而导致的肌肉力量丧失,或加速从损伤中恢复。据估计,大约3
来源:Science Translational Medicine
时间:2023-10-14
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灵长类动物大脑的首个单细胞“图谱”:探索分子、细胞、大脑功能和疾病之间的联系
科学界长期以来的一个谜,即超过1亿个单独的神经元是如何共同形成一个网络的,这个网络构成了我们是谁的基础——每个人的思想、情感和行为。 绘制这些细胞群并发现它们的功能一直是21世纪全球分子制图师的长期目标,这是美国国立卫生研究院“大脑倡议细胞普查网络”项目的一部分。该图谱的首要目的是帮助神经科学研究的发展。该项目的希望是,它将使科学家更好地了解脑部疾病,并解决自闭症和抑郁症等疾病背后的医学谜团。 现在,今天发表的一系列新研究以前所未有的水平和规模揭示了大脑内部分子运作的广泛概况。 为了更好地了解人类和动物大脑的进化,由亚利桑那州立大学、宾夕法尼亚大学、华盛顿大学和布
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通过遗传补偿,神经发育障碍是可以预防的
如果总有一种途径、蛋白质或基因可以被指出是根本原因,那么治疗疾病就会容易得多,纠正这个问题将提供一种直接的治疗途径。然而,情况通常没有那么简单。我们的生物化学景观复杂、相互交织的本质意味着,通过设计,我们的身体有制衡。失调的系统通常可以通过相关蛋白或其他途径的上调或下调来挽救。为了找到导致疾病的一系列事件,必须逐层剥开层层影响。只有揭示这种复杂性,研究人员才能解决根系致病性问题。2016年,HNRNPH2基因首次在表现出智力残疾、发育迟缓和自闭症谱系障碍迹象的个体中被发现。HNRNPH2基因编码一组称为异质核糖核蛋白(hnRNP)家族的蛋白质中的一种特定蛋白质。这些hnRNP蛋白对许多与RNA
来源:The Journal of Clinical Investigation
时间:2023-10-14
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《Science》继鼠脑图谱后再上台阶,一系列人类大脑的细胞图谱成果
同时发表在《科学》《科学进展》和《科学·转化医学》杂志上的21项研究,公布并详细解释了迄今为止最全面的人类脑细胞图谱。这些研究对3000多种人类脑细胞类型进行了特征分析,阐明了某些人类脑细胞与其它灵长类动物的区别。与之前发表的论文相比,新研究和数据揭示了人脑许多区域的神经系统细胞构成以及人脑的独特之处。在《科学进展》的8篇论文中,研究人员探索了人脑中快速放电的中间神经元如何保持同步频率。《科学·转化医学》上的一项研究将重点放在了生命早期的炎症上,这是几种神经疾病的危险因素。分析表明,炎症主要与两种类型的抑制性神经元的变化有关,即浦肯野神经元和高尔基体神经元。整个研究工作是美国国立卫生研究院“推
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恢复肌肉力量:小分子恢复神经肌肉连接可增强年老小鼠的力量
斯坦福大学医学院的研究人员发现,一种小分子可以通过恢复神经和肌肉纤维之间失去的连接来增强受伤或年老的实验室小鼠的力量。因为疾病、创伤或衰老、不使用会导致骨骼肌失去神经支配,进而引起肌肉无力和萎缩。促进轴突再生或恢复神经肌肉连接(NMJs)有可能治疗由于创伤、遗传性神经肌肉疾病或衰老导致的肌肉周围神经功能丧失而引起的力量减弱和瘫痪,但迄今为止,尚无批准的治疗方法。Bakooshli, Wang和同事发现坐骨神经横断导致的去神经支配引发了小鼠骨骼肌中前列腺素降解酶——15-羟基前列腺素脱氢酶(15-PGDH)的显著增加,提供了损伤驱动这种衰老相关酶的早期表达的证据。此外,这种15-前列腺素脱氢酶(
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新证据表明:常见的除草剂对青少年的大脑有害
加州大学圣地亚哥分校Herbert Wertheim公共卫生学院的一项研究表明,接触常见的除草剂,特别是草甘膦和2,4-D(2,4-二氯苯氧乙酸),可能会对青少年的大脑功能产生不利影响。 新的研究表明,接触广泛使用的除草剂可能会对青少年的大脑功能产生负面影响。除草剂,是世界上使用最多的一类农药,在农业、家庭和工业中都有使用。根据加州大学圣地亚哥分校(UCSD)Herbert Wertheim公共
来源:scitechdaily health
时间:2023-10-13
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提前几十年诊断帕金森病,早在不可逆损害之前
弗洛里和奥斯汀健康中心的研究人员已经证明,在症状出现前20-30年就可以发现帕金森病的迹象。他们的工作为筛查项目和预防性治疗打开了大门,早在不可逆转的损害发生之前。帕金森病是一种使人衰弱的神经退行性疾病,通常被认为是一种老年疾病,而实际上它始于中年,可能几十年都不会被发现。“帕金森病很难诊断,直到症状明显,到那时,高达85%的大脑控制运动协调的神经元已经被破坏。在这一点上,许多治疗可能是无效的,”Kevin Barnham教授说。“我们的长期目标是找到一种方法,更早地发现这种疾病,并在损害造成之前对人们进行治疗。”在今天发表在《Neurology》上的一项研究中,描述了一种名为F-AV-133
来源:Neurology
时间:2023-10-13
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神经元解码:驱动大脑洞察的通用工作流程
蓝脑项目引入了一个通用的工作流程,用于使用开源工具创建和验证神经元模型。生物物理上详细的神经元模型为单个神经元的工作提供了一个独特的窗口。它们使研究人员能够系统地、可逆地操纵神经元的特性,这在现实世界的实验中通常是不可能的。这些硅模型在促进我们对神经元形态如何影响兴奋性以及特定离子电流如何促进细胞功能的理解方面发挥了关键作用。此外,它们在构建神经元回路以模拟和研究大脑活动方面发挥了重要作用,让我们得以一窥隐藏在我们思想和行为背后的神经元的复杂舞蹈。模型创建中的挑战创建准确的电模型,忠实地复制实验观察结果并非易事。它涉及量化模型响应与实际电生理行为之间的相似性,当离子通道电导和被动膜特性等参数无
来源:Patterns
时间:2023-10-13
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新研究发现主观和客观记忆衰退之间存在联系
在报告记忆和思维问题的人群中,一些人在标准测试中没有显示出问题的迹象,而另一些人在测试中有轻微的下降。一项新的研究表明,在这些测试中有细微问题的人可能会增加患轻度认知障碍的风险,这可能是痴呆症的前兆。这项研究发表在2023年10月11日的《Neurology》在线期刊上,该杂志是美国神经病学学会的医学杂志。“几项研究发现,主观认知能力下降的人患痴呆症的风险更高,”该研究的作者、波恩德国神经退行性疾病中心的Michael Wagner博士说。“我们现在的研究结果表明,主观认知能力下降的人,如果有轻微的测试缺陷,或者有记忆和思维问题的早期迹象,但尚未达到轻度认知障碍的诊断,可能更有可能发展为记忆障
来源:Neurology
时间:2023-10-13
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植物来源的营养物质如何影响肠道和大脑
这项由莱比锡大学医学中心领导的干预性研究表明,摄入高剂量的膳食益生元会导致大脑对高热量食物刺激的奖励相关激活减少。该研究的合著者、莱比锡大学医学中心的科学家维罗妮卡·维特博士说:“研究结果表明,肠道健康和大脑功能之间存在潜在的联系,在这种情况下,食物决策。”研究中选择了年轻到中年的超重成年人,他们遵循杂食性的西方饮食。59名志愿者连续14天每天食用30克菊粉,这是一种从菊苣根中提取的益生元。在功能性核磁共振成像过程中,研究人员向参与者展示了食物图片,并询问他们想要吃多少食物。在核磁共振实验之后,研究人员给他们提供了评价最高的菜肴,并要求他们吃掉它。MRI检查在四个时间点重复,在益生元给药之前和
来源:Universität Leipzig
时间:2023-10-12
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小胶质细胞和补体介导亨廷顿病早期皮质纹状体突触丧失和认知功能障碍
摘要亨廷顿氏病(HD)是一种破坏性的单基因神经退行性疾病,其特征是基底节区早期选择性病理,尽管突变亨廷顿蛋白普遍表达。这种区域特异性神经元变性的分子机制以及这些机制与早期认知表型的发展之间的关系尚不清楚。在这里,我们发现在HD患者的死后组织中,皮层和纹状体之间的突触连接存在选择性丧失,这与补体蛋白(先天免疫分子)对这些突触元素的激活和定位增加有关。我们还发现,这些分泌的先天免疫分子水平在先期HD患者的脑脊液中升高,并与疾病负担的既定指标相关。在HD的临床前遗传模型中,我们发现补体蛋白在疾病发病的早期阶段介导皮质纹状体突触的选择性消除,标志着它们被小胶质细胞(大脑的巨噬细胞群体)移除。这一过程需
来源:nature medicine
时间:2023-10-11
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大脑如何忘记呼吸?
杏仁核的癫痫活动可能有助于解释癫痫患者的突然意外死亡。由美国国立卫生研究院(NIH)支持的一个研究小组已经确定了大脑的一个部分,该部分可能与严重癫痫患者发作后的呼吸衰竭有关,这些癫痫患者无法通过药物控制。这种情况被称为癫痫猝死(SUDEP),是这一患者群体死亡的主要原因。爱荷华大学爱荷华市分校的研究人员发表在《JCI Insight》杂志上的新发现,可能在理解猝死症方面发挥关键作用,其原因尚未得到很好的解释。癫痫发作后呼吸中断人们普遍认为,大多数SUDEP病例是由于癫痫发作结束后发生的呼吸丧失,即所谓的后发呼吸暂停。研究发现,经历后呼吸暂停的人会失去一种“空气饥饿”感——呼吸的原始冲动——或警
来源:JCI Insight
时间:2023-10-11
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成人大脑的适应性在哪调节?
一般认为,成人大脑的适应性主要发生在皮层。然而,一项新的研究荷兰神经科学研究所表明丘脑作为传入的运动和感觉信息的中继站,在这一过程中起着意想不到的重要作用。“这可能是各种疗法的一个有趣的起点,”Christiaan Levelt说。学习新事物需要我们大脑的巨大容量。我们的大脑对新经历的适应被称为可塑性。在我们的发展过程中,有一些时期神经网络表现出很大的可塑性,被称为关键时期。但成年人的大脑也有适应能力。这种可塑性发生在成人大脑的哪个部位还不清楚。为了更深入地了解这个问题,Yi Qin和他的同事在Christiaan Levelt的指导下,检查了小鼠的视觉系统。这是一种研究可塑性的流行模型,因为
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微生物-肠道-大脑轴驱使过度进食障碍
图 微生物-肠-脑轴调控过度进食障碍示意图 在国家自然科学基金项目(批准号:32225020)等资助下,中国科学技术大学熊伟教授与上海精神卫生中心陈珏团队和安徽医科大学李敏团队合作,在解析暴饮暴食肠-脑轴神经环路机制研究领域取得进展。研究成果以“微生物-肠道-大脑轴驱使过度进食障碍(Microbiota-gut-brain axis drives overeating disorders)”为题,于2023年10月3日在线发表于《细胞?代谢》(Cell Metabol
来源:国家自然科学基金委员会
时间:2023-10-11