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研究人员为基因组学创建了一个神经网络，解释了它是如何实现准确预测的
纽约大学的一个计算机科学家团队创建了一个神经网络，可以解释它是如何实现预测的。这项工作揭示了神经网络(驱动人工智能和机器学习的引擎)功能的原因，从而揭示了一个在很大程度上对用户隐藏的过程。这一突破集中在近年来流行的神经网络的一种特殊用法上——解决具有挑战性的生物学问题。其中包括对RNA剪接的复杂性的研究，这是研究的重点，它在将信息从DNA转移到功能性RNA和蛋白质产物中起着重要作用。“许多神经网络都是黑盒子——这些算法无法解释它们是如何工作的，这引起了人们对它们的可信度的担忧，并阻碍了对基因组编码潜在生物过程的理解，”纽约大学科朗数学科学研究所的计算机科学教授奥德·雷格夫(Oded Regev
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《Nature Neuroscience》新理论挑战大脑记忆储存经典观点
根据HHMI Janelia研究校区的研究人员和他们在伦敦大学学院的同事提出的一项新理论，一段记忆对未来情况的有用程度决定了它在大脑中的位置。该理论提供了一种理解系统巩固的新方法，这是一个将某些记忆从海马体(它们最初存储的地方)转移到新皮层(它们长期驻留的地方)的过程。在系统巩固的经典观点下，所有的记忆都随着时间从海马体转移到新皮层。但这种观点并不总是成立;研究表明，有些记忆永远存在海马体中，永远不会转移到大脑皮层。近年来，心理学家提出了一些理论来解释这种更复杂的系统巩固观点，但还没有人从数学上找出是什么决定了记忆是留在海马体中，还是在新皮层中得到巩固。现在，Janelia的研究人员提出了一种
来源：Nature Neuroscience
时间：2023-10-10
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帕金森病新病因：脑细胞线粒体DNA
帕金森氏症是一种影响中枢神经系统的慢性疾病，会导致行走困难、震颤、认知障碍等症状，最终会导致痴呆。这种疾病折磨着全世界超过1000万人。虽然目前还没有治愈方法，但某些医学治疗可以缓解其症状。我们最近的理解主要是围绕家族病例的遗传因素，而绝大多数患者的致病因素仍然未知。然而，在一项新的研究中，哥本哈根大学的研究人员揭示了帕金森氏症患者大脑运作的新见解。领导这一突破性发现的是Shohreh Issazadeh-Navikas教授。“我们第一次能够证明，脑细胞，特别是神经元中至关重要的能量生产者线粒体受到损伤，导致线粒体DNA (LP1)中断。这会像野火一样在大脑中引发和传播疾病，”Shohreh
来源：Molecular Psychiatry
时间：2023-10-10
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AMPK调控GABA能神经元抗焦虑的新机制
焦虑症是最常见的精神疾病之一，全球约有1/9的人患病。2022年，我国患病率达7.57%。焦虑症的病理机制十分复杂，遗传因素、表观遗传和环境因素都可能导致焦虑症的发生。现今对于焦虑症的治疗主要依靠心理治疗和药物治疗，然而心理治疗对半数以上患者无效，药物治疗也存在起效慢、药效滞后以及耐药等多种问题。深入研究焦虑症的发病机制，寻找可靠的药物靶点以及安全有效的治疗药物至关重要。 AMPK（AMP-activated protein kinase (AMPK)）是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，是真核细胞中一个重要的能量代谢感受器，在真核生物中高度保守。研究发现，AMPK的活性与小鼠的焦虑状态有关。AM
来源：中国科学院上海药物研究所
时间：2023-10-10
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每天喝几杯咖啡可以帮助那些高危人群远离帕金森病
美国国家神经科学研究所的一项新研究表明，喝茶和咖啡可以显著降低遗传风险较高的亚洲人患帕金森病(PD)的风险。四杯现煮咖啡或两杯产自传统的新加坡咖啡咖啡因含量较高，可以将患有与帕金森病相关的亚洲基因变异的人患帕金森病的风险降低4到8倍。研究结果表明，改变生活方式可能有助于预防帕金森病，这是全球增长最快的神经退行性疾病。根据国家神经科学研究所的一项新研究，携带与帕金森病相关的亚洲基因变异的人，经常饮用含有咖啡因的茶或咖啡，与携带帕金森病基因的不饮用咖啡因的人相比，患帕金森病的风险要低4到8倍。事实上，携带PD基因的喝茶和喝咖啡的人患PD的风险低于不携带该基因的不喝咖啡因的人。“众所周知，咖啡因对帕
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《Science》不止生育后，孕期大脑已经被“重新连接”
他们的研究结果发表在今天的《Science》杂志上，表明雌激素和黄体酮都作用于大脑中的一小部分神经元，甚至在后代出生之前就开启了父母的行为。这些适应导致了对幼崽更强、更有选择性的反应。众所周知，虽然雌性啮齿动物没有表现出与幼崽的太多互动，但雌性啮齿动物的大部分时间都花在照顾幼崽上。人们认为，分娩时释放的激素对这种母性行为的发生至关重要。但早期的研究也表明，剖腹产分娩的大鼠和接触妊娠激素的处女小鼠仍然表现出这种母性行为，这表明怀孕期间已经发生的激素变化可能更重要。在目前的研究中，研究人员发现，雌性小鼠在怀孕后期确实表现出了更多的亲代行为，而这种行为变化并不是暴露在幼崽身上所必需的。他们发现，大脑
来源：The Francis Crick Institute
时间：2023-10-09
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古老的神经科学问题：为什么判断4个物体的多少很容易，但判断5个物体的却很难？
多少个苹果?人类可以在瞬间判断出四件或更少的物品，但大量的物品就构成了挑战。一个多世纪以来，研究人员已经知道，人们通常非常擅长盯着四个或更少的物品。但是，当面对更大的数字时，计算数字的性能明显下降——变得更慢，更容易出错。现在科学家们已经发现了原因:人类大脑使用一种机制来评估四个或更少的项目，而当有五个或更多的项目时，则使用另一种机制。这一发现是通过记录17名人类参与者的神经元活动得出的，它解决了一个长期以来关于大脑如何估计一个人看到多少物体的争论。研究结果发表在10月2日的《Nature Human Behaviour》杂志上。位于马里兰州巴尔的摩市的约翰·霍普金斯大学儿童发展实验室的联合主
来源：Nature Human Behaviour
时间：2023-10-09
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AJHG：CHD8基因的突变如何引发自闭症
美国纽约基因组中心和博德研究所等多个机构的研究人员近日利用CRISPR基因编辑和干细胞技术，分析了自闭症患者中一个突变基因的影响。他们将CHD8基因突变与人类皮层神经元的一系列分子和细胞缺陷联系起来。这项题为“Heterozygous deletion of the autism-associated gene CHD8 impairs synaptic function through widespread changes in gene expression and chromatin compaction”的研究于10月5日发表在《The American Journal of Huma
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MIT领导全面阿尔茨海默氏症分析——从DNA损伤到神经元破坏
麻省理工学院的科学家们对阿尔茨海默氏症进行了深入研究，分析了该疾病的基因组、表观基因组和转录组变化。发现范围从基因模式中断和表观基因组变化到神经元中小胶质细胞和DNA损伤的意义。他们的目标是利用人工智能进行药物发现，并在网上分享他们的数据，用于全球研究。通过分析表观基因组和基因表达变化发生在阿尔茨海默氏症疾病方面，研究人员发现了可能成为新药物靶点的细胞途径。阿尔茨海默病在美国影响着600多万人，而且很少有FDA批准的治疗方法可以减缓这种疾病的进展。为了找到治疗阿尔茨海默氏症的新靶点，麻省理工学院的科学家们对阿尔茨海默氏症患者大脑中每种细胞类型的基因组、表观基因组和转录组变化进行了迄今为止最广泛
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创建每个神经元的连接图
人类的大脑是一条错综复杂的高速公路，由近1000亿个神经元发出，所有这些神经元都通过数万亿个被称为突触的连接进行交流。“令人沮丧的复杂，”哈佛大学神经学家Jeff Lichtman称其为。了解这条高速公路的唯一方法就是绘制地图。Jeremy R. Knowles的分子和细胞生物学教授，他花了几十年的时间来绘制这样的地图，并在此过程中开创了一个被称为“连接组学”的领域。他的最终目标是绘制出整个哺乳动物的大脑图谱，解释每一个神经连接，即所谓的“连接组”。现在，Lichtman和他的同事们正着手在这一旅程中迈出关键的新一步，他们试图以前所未有的清晰度和分辨率从鼠大脑中捕获突触级的连接组数据。Lich
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抗肥胖药物“利拉鲁肽”对大脑意想不到的好处
利拉鲁肽增强肥胖患者的脑功能。为了控制我们的行为，我们的大脑需要在不同的刺激之间建立联系。例如，它学会将一个看似无害的视觉线索与潜在的结果联系起来(比如一个烧红的电炉表明有烧伤手的风险)。这个过程帮助我们的大脑理解与某些刺激相互作用的后果。联想学习是形成神经联系的基础，并赋予刺激以动力。它基本上是由一个叫做多巴胺能中脑的大脑区域控制的。这个区域有许多接收身体信号分子的受体，比如胰岛素，因此可以使我们的行为适应身体的生理需要。但是当身体的胰岛素敏感性因肥胖而降低时会发生什么呢?这会改变我们的大脑活动，我们学习联想的能力，从而改变我们的行为吗?马克斯普朗克代谢研究所(Max Planck Inst
来源：Nature Metabolism
时间：2023-10-07
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较长的生育寿命对大脑有好处吗?
根据2023年9月27日发表在《神经学》(美国神经病学学会的医学杂志)网络版上的一项新研究，一生中雌激素累积暴露量较高的人患脑血管疾病的风险较低。脑小血管疾病是脑血管疾病的一种，是由大脑小血管受损引起的。它会增加认知障碍和痴呆的风险。该研究报告的作者、加拿大魁北克省舍布鲁克大学的凯文·惠廷斯托尔博士说:“以前的研究表明，绝经后脑血管疾病的发病率会增加，这通常是由于缺乏激素所致。”“目前尚不清楚绝经前的激素暴露量是否会将保护窗口延长到绝经后。”研究人员研究了终生激素暴露(即怀孕次数和生殖寿命)与白质高强度之间的关系，白质高强度是随年龄增长而发展的血管脑健康的常见生物标志物。这项研究涉及9000名
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著名抑癌蛋白p53能调节小鼠的学习、记忆和社交能力！
研究人员已经证实，p53蛋白对于调节小鼠的社交能力、重复行为和海马体相关的学习和记忆至关重要，这阐明了蛋白质编码基因TP53与自闭症谱系障碍等神经发育和精神疾病之间的关系。“这项研究首次表明，p53与自闭症样行为直接相关，”伊利诺伊大学香槟分校(University of Illinois Urbana-Champaign)分子与综合生物学副教授、贝克曼高级科学技术研究所(Beckman Institute for Advanced Science and Technology)研究员蔡宁培(Nien-Pei Tsai)说。在生命系统中，基因就像生物版本的二进制代码，用字母a、C、G和T而不是
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干扰老年人大脑产生记忆的物质——饱和脂肪
哥伦布，俄亥俄州——新的研究暗示了高脂肪食物影响大脑细胞的几种方式，这一发现可能有助于解释高脂肪饮食和记忆受损之间的联系——尤其是随着年龄的增长。俄亥俄州立大学对细胞培养的研究发现，omega-3脂肪酸DHA可以从细胞源头抑制脂肪引起的炎症，从而保护大脑免受不健康饮食的影响。使用衰老小鼠脑组织进行的单独实验表明，高脂肪饮食可能会导致特定脑细胞过度进行细胞信号管理，从而干扰新记忆的产生。该实验室在早期对衰老大鼠的研究中发现，高度加工的食物会导致大脑强烈的炎症反应，并伴有记忆丧失的行为迹象——而DHA补充剂可以防止这些问题。“这篇论文最酷的地方在于，我们第一次真正开始通过细胞类型来梳理这些东西，”
来源：Frontiers in Cellular Neuroscience
时间：2023-09-30
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我国学者在形状记忆高分子材料研究方面取得进展
图 可按需自发变形的形状记忆高分子。a. 智能材料不同变形方式的对比。b. 4D打印延时变形器件与普通形状记忆高分子器件的植入过程对比 在国家自然科学基金项目（批准号：52033009、52273112、U20A6001）等资助下，浙江大学化工学院谢涛教授与赵骞教授团队利用热致相分离水凝胶构建了可按需自发变形的形状记忆高分子，阐明了该类变形行为的机理及调控方法，并结合4D打印技
来源：国家自然科学基金委员会
时间：2023-09-29
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艾伦研究所启动绘制小鼠和猕猴大脑连接图谱项目
一个完整的哺乳动物大脑中所有连接的地图可能就在眼前。艾伦研究所的研究人员刚刚启动了三个新项目，在小鼠和猕猴的大脑中构建大而详细的神经元连接图，以期在未来创建这些动物大脑的完整接线图。这些项目由美国国立卫生研究院的大脑研究推进创新神经技术(Brain)倡议资助。艾伦研究所的研究团队将利用这笔资金:使用电子显微镜绘制10mm3小鼠大脑的精细结构和连接图;运用最新的尖端技术，如BARseq和BRICseq，追踪猕猴大脑中数十万个神经元的远程连接;通过3D形状、电学特性和基因表达来描述脑细胞类型的技术，以更好地理解整个小鼠大脑中不同类型细胞之间的连接。 项目一:增强透射电子显微镜技术，以可视
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食疗对大脑“认知”起到了令人惊讶的改善
在RUSH开发的饮食被认为有助于保持大脑健康。新的研究强调了长期坚持MIND饮食对大脑健康益处最大化的重要性。“这项新研究为期三年的临床试验的好处并不像我们过去在MIND饮食观察性研究中看到的那样令人印象深刻，但短期内认知能力有所改善，与长期观察数据一致，”该研究的主要作者、拉什大学阿尔茨海默病研究中心副主任Lisa Barnes博士说。发表在《新英格兰医学杂志》(New England Journal of Medicine)上的研究结果显示，在三年的时间里，MIND饮食组参与者的认知变化与常规饮食对照组相比没有显著的统计学差异;两组人都被要求每天减少250千卡的热量。然而，在研究的前两年有
来源：New England Journal of Medicine
时间：2023-09-28
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迷走神经的新作用
以“休息和消化”而闻名的迷走神经，现在被发现在运动中也有重要作用，帮助心脏泵血，将氧气输送到全身。目前，运动科学认为，“战斗或逃跑”(交感)神经系统在运动中活跃，帮助心脏跳动得更快，而“休息和消化”(副交感)神经系统则降低或不活跃。然而，奥克兰大学生理学副教授罗希特·拉姆钱德拉(Rohit Ramchandra)说，目前的理解是基于间接估计，他们的新研究已经证明了一些假设是错误的。拉姆钱德拉博士说:“我们的研究发现，这些‘休息和消化’迷走神经的活动实际上在运动中增加了。”“我们的研究小组使用了‘绝技’电记录技术来直接监测运动中的羊的迷走神经活动，发现在运动过程中，这些通往心脏的迷走神经的活动增
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单个神经元混合了关键突触蛋白的多个RNA编辑
麻省理工学院生物系和脑与认知科学系的教授Troy Littleton实验室对神经元如何调节释放神经递质谷氨酸这一关键过程的研究。研究人员经常发现单个神经元的释放模式各不相同，有些神经元比其他神经元“说话”更多。使是完全相同类型的神经元，它们的对话方式也会有所不同。实验室发现了复合蛋白具有抑制自发谷氨酸颤振的作用，这种蛋白质可以抑制突触膜上充满谷氨酸的囊泡的融合，以保持神经递质的供应，以备神经元出于功能原因需要它时使用。该实验室还发现了两种不同的复合蛋白，并表明罕见的7B剪接形式的夹紧效果是由一种称为磷酸化的分子过程调节的。在新的研究中，实验室调查了复合蛋白7A的RNA编辑是否会影响其调节谷氨酸
来源：Cell Reports
时间：2023-09-27
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Nature发现追踪抑郁症恢复的生物标志物
利用一种能够记录大脑信号的新型深部脑刺激(DBS)设备，研究人员已经确定了一种与难治性抑郁症康复的临床症状相关的大脑活动模式或“生物标志物”。这项小型研究的发现是利用大脑数据了解患者对DBS治疗反应的重要一步。这项研究发表在《自然》杂志上，并得到了美国国立卫生研究院The BRAIN Initiative®大脑研究的支持。尽管该方法仍处于试验阶段，但临床研究表明，DBS可以安全有效地用于治疗抗抑郁药物没有改善症状的抑郁症病例，即所谓的难治性抑郁症。接受DBS治疗的患者需要进行手术，将一个薄金属电极植入大脑的特定区域，以传递调节大脑活动的电脉冲。DBS究竟如何改善抑郁症患者的症状尚不清
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