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  • 探寻羊膜动物大脑皮层感觉回路进化之谜:发育差异与功能趋同

    在生命之树中,不同生物的行为和认知存在巨大差异,但包括爬行动物、鸟类和哺乳动物在内的羊膜动物,其大脑结构甚至基因表达却有着惊人的相似性。有研究通过对鸡、壁虎和小鼠进行神经发生、转录和数学分析,研究大脑皮层(pallium)回路的发育形成过程。研究发现,不同物种形成大脑皮层回路三个节点的神经元,生成时间和大脑区域都有所不同。鸟类的背侧室嵴(DVR)回路和新皮质(neocortex)回路发育顺序不同,鸟类的上纹状体(hyperpallial)回路遵循未知的神经发生规则。壁虎则呈现出双重顺序,其背侧回路和哺乳动物新皮质类似,而腹侧回路和鸟类 DVR 类似。这表明羊膜动物大脑皮层感觉回路的发育程序存在

    来源:SCIENCE

    时间:2025-02-14

  • 笑气滥用致脊髓亚急性联合变性:7例重症病例的临床特征与预后分析

    近年来,被称为"笑气"的一氧化二氮(N2O)在欧美青少年群体中的滥用呈现爆炸式增长。这种价格低廉、获取容易的气体既能产生短暂欣快感,又可能造成不可逆的神经系统损害。柏林夏里特医学院(Charité - Universitätsmedizin Berlin)的Lucas C. Adam团队在《Neurological Research and Practice》发表的研究,首次系统揭示了短期大剂量笑气滥用即可导致严重的脊髓亚急性联合变性(SACD),这一发现为临床诊断和公共卫生政策敲响警钟。研究人员采用回顾性病例分析结合前瞻性随访,对2014-2024年间收治的7例重症患者进行系统评估。关键技术

    来源:Neurological Research and Practice

    时间:2025-02-14

  • 解析社会挫败影响草原田鼠伴侣关系形成的神经奥秘:终纹床核促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)神经元的性别差异调控作用

    社会应激引发的焦虑与关系形成受负面影响之间的神经生物学机制一直以来都模糊不清。为了解开这个谜题,研究人员利用社会单配制的草原田鼠(Microtus ochrogaster)构建社会挫败模型,探究这种应激对伴侣关系形成的影响。研究发现,社会挫败经历会抑制雄性草原田鼠伴侣偏好的形成,却能促进雌性的伴侣偏好。而且,建立伴侣关系会使雄性草原田鼠终纹床核(BNST)中促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)的表达增加,而社会挫败经历则会使雌性 BNST中的 CRH 表达上升。在与新伴侣短暂同居期间,通过化学遗传学方法激活 BNST 中的 CRH 神经元,能促进未经历过应激的草原田鼠形成伴侣偏好。有趣的是,在与

    来源:Neuropsychopharmacology

    时间:2025-02-14

  • 深度学习结合空间统计解析发育中人脑小胶质细胞的空间组织图谱

    研究背景人脑发育过程中,小胶质细胞(microglia)作为中枢神经系统的主要免疫细胞,其空间分布和功能表型动态变化对神经环路形成至关重要。然而,传统方法受限于多维数据的复杂性和人工分析的局限性,难以系统解析小胶质细胞在发育中的空间组织模式。尤其在病理条件下(如母体SARS-CoV-2感染引发的胎儿脑出血),小胶质细胞与血管的相互作用机制尚不明确。这些空白限制了人们对神经发育障碍和脑损伤修复的理解。研究方法法国巴黎高等师范学院、英国牛津大学等团队联合开发了DeepCellMap——一种基于深度学习(U-Net架构)和空间统计的开源分析流程。该工具通过以下关键技术实现突破:多模态图像处理:兼容荧

    来源:Nature Communications

    时间:2025-02-14

  • 二维(NH4)BiI3光控浮栅晶体管:超低能耗非易失光电存储器赋能高精度机器学习

    合成、结构与性能:二维(NH4)BiI3的突破性特性通过化学气相传输法合成的(NH4)BiI3晶体展现出独特的范德华层状结构,HAADF-STEM显示其具有I-Bi-I三明治构型。该材料兼具1.45 eV直接带隙、150 meV低激子结合能(EB)和24 ns长激子寿命(τ0),其介电常数显著高于其他二维材料。值得注意的是,暗电流密度低至10-15 A μm-1,光暗电流比超过105,创造了二维材料的新纪录。光学浮栅晶体管(O-FGT)的革新设计研究团队创新性地用(NH4)BiI3替代传统金属控制栅,构建了BN(5 nm)/Gr/BN(20 nm)浮栅结构的O-FGT。在516 nm光照下,该

    来源:Nature Communications

    时间:2025-02-14

  • 基于单一组分 n 型混合导体的光电化学突触:开启神经形态系统新征程

    在科技飞速发展的今天,人类对人工智能和仿生技术的探索不断深入。其中,模拟人类视觉系统的人工视觉技术成为研究热点。人类视觉系统能够高效地接收、处理和存储视觉信息,然而现有的光电器件在模拟这一过程时却困难重重。大多数用于硬件神经网络和神经接口的光电器件由无机材料组成,这些材料机械性能硬、生物相容性差,缺乏额外功能,而且使其具备光响应往往需要添加额外电路元件,其工作机制与生物系统差异大。此外,目前的有机突触晶体管虽能处理光信号,但仅能在单一或有限波长范围内工作,难以实现多光谱视觉信息处理。因此,开发能够感知多光谱视觉信息的多功能材料,构建仿生光电化学突触迫在眉睫。为了解决这些问题,来自沙特阿卜杜拉国

    来源:Nature Communications

    时间:2025-02-14

  • 基于统计物理与机器学习的网络流粗粒度化方法:跨尺度信息动力学建模与压缩

    在当今数据爆炸的时代,从社交网络到生物神经网络,复杂系统的规模正以惊人的速度增长。这些网络如同庞大的迷宫,承载着信息流动的奥秘,但计算复杂度却成为研究者面前的"拦路虎"。传统方法如盒覆盖法(Box-Covering)或拉普拉斯重整化群(Laplacian RG)要么牺牲动态特性,要么面临O(N3)的计算瓶颈。更棘手的是,现有方法往往只关注结构相似性,却忽视了节点在信息传递中的功能冗余——就像只关注道路布局而忽略交通流量的城市规划,难以真正捕捉系统的本质特征。针对这一挑战,中国的研究人员联合国际团队在《Nature Communications》发表突破性成果。他们创造性地将统计物理与机器学习"

    来源:Nature Communications

    时间:2025-02-14

  • 基于便携式脑电技术的创伤后应激障碍症状严重程度预测生物标志物研究

    当一个人经历重大创伤事件后,大脑可能会像被按下了"循环播放"键,不断闪回恐怖画面——这就是创伤后应激障碍(PTSD)的核心症状。这种疾病困扰着全球约6%的人口,但目前的诊断完全依赖主观问卷,就像用尺子测量体温一样不够精准。更棘手的是,传统脑电图(EEG)检查需要患者头顶布满电极凝胶,在冷冰冰的实验室里保持静止,这种"非常态"环境本身就可能扭曲真实的脑电信号。来自美国乔治亚州立大学(Georgia State University)、埃默里大学医学院(Emory University School of Medicine)和麦克莱恩医院(McLean Hospital)的联合研究团队另辟蹊径,给

    来源:Scientific Reports

    时间:2025-02-14

  • 短时学习手语过程中神经适应性的 fMRI 和 DTI 揭示:探索语言学习的神经奥秘

    在人们的认知里,语言通常意味着有声的交流,但手语作为一种独特的交流方式,有着别样的魅力。它通过面部表情和手部动作来传递信息,与有声语言截然不同。然而,尽管表现形式差异巨大,神经影像学研究却发现,手语和有声语言在大脑额叶和顶叶区域的依赖有相似之处。可这些区域在手语学习中的具体作用以及它们何时参与其中,仍然是未解之谜。为了深入了解这些问题,来自沙特阿拉伯泰夫大学(Taif University)、英国利物浦大学(University of Liverpool)等机构的研究人员开展了一项关于手语学习的研究,该研究成果发表在《Scientific Reports》上。此前的研究表明,核心语言处理网络涉

    来源:Scientific Reports

    时间:2025-02-14

  • 基于滞后互相关与导数协方差分析的神经网络有效连接估计方法比较及其在秀丽隐杆线虫中的应用

    在神经科学领域,如何通过神经元活动数据逆向推断其连接结构是重大挑战。现有方法如功能连接(FC)仅反映统计相关性,而有效连接(EC)虽能揭示因果关系,却缺乏通用估计方法。更复杂的是,生物神经网络常具有非线性动力学、时空延迟和噪声干扰,使得传统线性方法效果受限。针对这一难题,德国汉堡大学医学中心(Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf)的Niklas Laasch等研究人员在《Scientific Reports》发表研究,系统比较了滞后互相关(LCC)与导数协方差分析(DDC)等方法的性能。研究采用Hopf模型模拟非线性延迟网络,通过傅里叶变换计算最大滞后互

    来源:Scientific Reports

    时间:2025-02-14

  • 正交神经表征助力自然刺激感知判断:解锁视觉奥秘的新钥匙

    在神奇的视觉世界里,我们每天都会接收到海量的视觉信息。想象一下,当我们身处热闹的街道,眼睛看到的不仅有来来往往的行人、车辆,还有街边的建筑、广告招牌等各种元素。然而,在这些纷繁复杂的信息中,我们总能快速且准确地识别出自己关注的对象,比如寻找朋友的面孔、看清交通信号灯。这背后,视觉系统是如何运作的呢?一直以来,科学家们都在努力探索视觉系统的奥秘。许多实验室研究使用相对简单的刺激来探究神经基础,这种方法虽然便于实验控制,但简单的刺激无法完全模拟自然视觉场景的复杂性,难以揭示大脑在处理自然视觉信息时的真实机制。自然图像包含众多与任务无关的背景元素,这些元素可能会干扰我们对目标物体特征的感知。例如,在

    来源:Scientific Reports

    时间:2025-02-14

  • 长期疼痛早有 “信号”:青春期后期网络剖析揭示生命轨迹隐患

    在日常生活中,你是否曾想过,那些时不时袭来的疼痛,会不会在未来演变成长期的困扰?长期疼痛,如今已成为全球范围内导致残疾和健康负担的 “主力军”。它不仅让患者承受身心痛苦,还带来沉重的经济压力,严重影响劳动人群的生产力。据统计,任何时刻都有超 20% 的人正遭受长期疼痛的折磨。然而,传统的止痛药物对长期疼痛往往效果不佳。更糟糕的是,目前还没有明确的方法能预测谁会患上长期疼痛,尽管此前有不少尝试,但都未能成功。这就好比在黑暗中摸索,我们急需一盏明灯来指引方向。为了解开长期疼痛预测的难题,瑞典哥德堡大学(University of Gothenburg)、卡罗林斯卡学院(Karolinska Ins

    来源:npj Mental Health Research

    时间:2025-02-14

  • 速度压力下元认知改善的神经机制:基于后决策证据处理的脑电研究

    在认知科学领域,人类如何监控自身决策质量(即元认知能力)始终是核心议题。日常生活中,我们常需在时间压力下快速决策,有趣的是,既往研究发现速度压力反而能提升元认知敏感性,但其神经机制尚不明确。传统理论认为这种改善可能源于后决策阶段证据处理的改变,但缺乏直接的神经证据支持。澳大利亚昆士兰大学的研究团队通过高时间分辨率的脑电图(EEG)技术,首次揭示了速度压力下元认知改善的神经动力学机制,相关成果发表于《Communications Biology》。研究采用经典运动判别任务结合时间限制范式。43名参与者需判断随机点阵运动方向,分别在短(0.69±0.13秒)和长(1.15±0.14秒)响应时限下作

    来源:Communications Biology

    时间:2025-02-14

  • 3T 与 7T 多模态 MRI 配对数据集:助力海马体亚区精准剖析与医学影像革新

    在大脑的神秘世界里,海马体犹如一颗璀璨却又神秘的 “明珠”。它在记忆的舞台上扮演着关键角色,与我们的长期情景记忆巩固、空间导航和学习紧密相连。然而,海马体并非是一个简单均一的结构,它由多个独特的亚区组成,像齿状回(DG)、Cornu Ammonis(CA,又细分为 CA1 - CA4)、下托(SUB)等,这些亚区各自有着独特的功能、连接模式,并且在面对特定疾病时的脆弱程度也各不相同。准确划分海马体亚区,对于各类神经和精神疾病的诊断与治疗意义重大。但目前在医学影像领域,却面临着诸多难题。传统的 3T MRI 由于信号对比度和分辨率有限,在分辨海马体亚区精细解剖细节时显得力不从心。想象一下,用一部

    来源:Scientific Data

    时间:2025-02-14

  • 系统性综述与荟萃分析:蝶啶类代谢物在轻度认知障碍与阿尔茨海默病中的诊断价值与病理机制

    随着全球老龄化加剧,阿尔茨海默病(AD)患者预计将从2019年的5740万激增至205年的1.528亿。这种神经退行性疾病的确诊目前仍依赖尸检,临床亟需可靠的生物标志物。更棘手的是,现有治疗手段对疾病进展的干预效果有限,这促使科学家将目光投向蝶啶类代谢物——这类参与神经递质合成和免疫调控的小分子化合物,可能成为破解AD病理机制的新钥匙。澳大利亚弗林德斯大学临床药理学系(Discipline of Clinical Pharmacology, College of Medicine and Public Health, Flinders University)的Arduino A. Mangon

    来源:BMC Geriatrics

    时间:2025-02-14

  • 伊朗西北部低收入2型糖尿病患者代谢控制与并发症的流行病学调查及影响因素分析

    在全球糖尿病患病率持续攀升的背景下,低收入人群的健康不平等问题日益凸显。世界卫生组织数据显示,超过80%的糖尿病相关死亡发生在中低收入国家,而社会经济因素如同无形的代谢毒素,深刻影响着疾病管理效果。伊朗作为中东地区糖尿病高发国家,其西北部库尔德斯坦省的低收入群体长期面临医疗资源匮乏与健康意识薄弱的双重困境。这种背景下,库尔德斯坦医科大学的研究团队开展了一项具有公共卫生意义的探索。Shahin Yarahmadi领衔的研究团队设计了一项横断面研究,以当地福利机构支持的608例T2DM患者为研究对象,通过标准化临床检查结合实验室检测(包括HbA1c、空腹血糖、血脂谱等),系统评估了该人群的代谢控制

    来源:Journal of Health, Population and Nutrition

    时间:2025-02-14

  • 学习在海马体中塑造正交化状态机:解锁认知地图形成的奥秘

    学习产生正交化状态机的研究背景在神经科学领域,认知地图是动物理解环境、与外界互动的关键神经构建。自 “位置细胞” 在海马体被发现后,认知地图的研究不断深入,但其算法形式和学习机制仍不明确。本研究借助大规模、纵向双光子钙成像技术,记录小鼠学习复杂任务时海马体 CA1 区数千神经元的活动,旨在揭示认知地图在学习过程中的形成机制。学习双选线索 - 延迟 - 选择任务研究人员训练表达 GCaMP6f 的转基因小鼠在虚拟现实环境中执行双选线索 - 延迟 - 选择(2ACDC)任务。小鼠需根据视觉线索判断水奖励的位置,任务包含两个线性轨道,奖励区有近(R1)、远(R2)之分,由不同的指示线索(Ind)预测

    来源:Nature

    时间:2025-02-13

  • VARP 与 SNX27 的神秘 “牵手”:解锁内体超复合物形成及货物分选的新密码

    研究背景细胞内的运输通路对于维持细胞正常功能至关重要,其中内体作为关键枢纽,在蛋白质货物分选过程中发挥着核心作用。Retromer(VPS26/VPS35/VPS29)是内体膜上参与货物分选的重要复合物,它可与多种分选衔接蛋白(sorting nexin,SNX)相互作用,形成不同的内体包被复合物,介导货物的运输。在酵母中,Retromer 以稳定的五聚体形式存在,由 Vps26/Vps35/Vps29 异源三聚体与 Vps5 和 Vps17 组成的 SNX 异源二聚体构成。而在多细胞动物(metazoans)中,Retromer 的作用更为复杂,它能够与更多种类的 SNX 蛋白相互作用,包括

    来源:SCIENCE ADVANCES

    时间:2025-02-13

  • Listerin 通过 ESCRT 通路促进 α- 突触核蛋白降解,为帕金森病治疗带来新曙光

    ### 引言帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一种慢性、进行性的神经退行性疾病,在全球影响着数百万人,且随着全球人口老龄化,其患病率不断上升。PD 的主要特征包括运动症状,如震颤、运动迟缓、肌强直和姿势不稳,以及非运动症状,如认知障碍、情绪紊乱和自主神经功能障碍。目前,PD 的确切生理和病理分子信号机制尚未完全明确,也没有根治方法,因此迫切需要能够阻止或延缓 PD 患者神经退行性进展的干预措施。异常积累的 α- 突触核蛋白(α-synuclein,α-syn)被认为是 PD 发病机制的核心因素,它会错误折叠并聚集形成路易小体,干扰神经元的各种功能,导致多巴胺能神经元死亡

    来源:SCIENCE ADVANCES

    时间:2025-02-13

  • 亨廷顿病中 PRC1 介导的表观遗传加速衰老机制:为神经退行性疾病研究带来新曙光

    在生命的长河中,衰老就像一把无形的刻刀,在细胞的 “画布” 上留下痕迹。而在亨廷顿病(Huntington’s disease,HD)患者的身体里,这把刻刀似乎变得更加锋利和急促。HD 是一种令人痛心的遗传、渐进性神经退行性疾病,它通常在中年时期悄然现身,带来一系列运动、认知和精神症状,无情地侵蚀着患者的生活质量,这些症状会在 10 - 15 年内不断恶化,而一些细微的迹象甚至可能在几十年前就已悄然出现。其病因是亨廷顿蛋白(Huntingtin,HTT)基因中 CAG 三核苷酸重复序列的异常扩增,产生了带有多聚谷氨酰胺扩张(polyQ)的突变 HTT 蛋白。在 HD 的发展过程中,纹状体中的特

    来源:Nature Communications

    时间:2025-02-13


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