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  • RESPAN:集成深度学习的全自动树突棘形态分析平台推动神经科学研究

    引言背景树突棘形态和突触输入连接性是定义神经元亚型及其功能特性的核心特征。在哺乳动物新皮质中,锥体神经元(PNs)接收超过90%的兴奋性突触输入于树突棘——这些由 Santiago Ramón y Cajal 首次描述的小型突起结构。树突棘的密度和分布分析数十年来一直被用作关键解剖学指标,用于评估发育期和成年期不同PN亚型的兴奋性输入,涵盖生理和病理环境,包括神经发育障碍和 neurodegeneration(神经退行性病变)。此外,在成年皮质和海马 principal neurons(主要神经元)中,棘头大小与突触后 AMPA 受体含量和突触强度紧密相关,使棘尺寸成为突触成熟的关键指标。尽管

    来源:Cell Reports Methods

    时间:2025-09-20

  • 深度学习驱动的高通量自动化树突棘精准分析与三维重建新方法RESPAN

    在神经科学研究中,树突棘(dendritic spines)作为神经元接收兴奋性突触输入的关键结构,其形态和数量变化直接反映了神经回路的可塑性与功能状态。从 Santiago Ramón y Cajal 首次描述这些微结构开始,科学家们一直致力于精准量化脊柱的密度、分布和形态特征。然而,传统分析方法严重依赖人工标注,不仅效率低下,还引入主观偏差,成为大规模研究的瓶颈。现有自动化工具(如 Imaris、Vaa3D 或 SpineTool)往往需要复杂的多软件协作,且对图像质量高度敏感,难以处理信噪比(SNR)较低的活体成像数据。针对这些挑战,哥伦比亚大学与俄亥俄州立大学的研究团队在《Cell R

    来源:Cell Reports Methods

    时间:2025-09-20

  • 发育过程中上肢肌肉协同的精细化分馏:学龄前与学龄期儿童投掷动作的神经肌肉机制研究

    人类投掷能力深深植根于进化史,早期人类依靠投掷投射物来获取食物和保护资源。虽然现代社会对这种生存技能的依赖减少,但投掷作为一项基础运动行为,在棒球、板球和网球等运动中仍然至关重要。这种能力被归类为一种先天的运动行为,在儿童早期出现并在发育过程中逐步改善,即使没有特定训练也是如此。然而,投掷表现的精进需要许多肌肉的协调和顺序激活,其模式在发育过程中受多种因素影响。中枢神经系统(CNS)通过不断调整运动指令,以适应神经肌肉骨骼系统的变化(如肌肉力量、刚度和神经运动反射增益)和任务复杂性(需要精确计时、力生成和肌肉激活顺序)。研究表明,CNS可能依赖一种模块化架构,即运动原始模块或运动模块,来协调和

    来源:iScience

    时间:2025-09-20

  • 前额叶皮层背腹轴社会空间编码重构揭示小鼠社会行为神经机制

    在自然界中,动物需要同时处理空间信息和社会信息——既要躲避天敌、寻找食物,又要识别同伴、规避竞争者。这种社会空间整合能力对生存至关重要。长期以来,大脑的空间表征研究主要集中于海马体,发现了位置细胞、网格细胞等多种空间编码神经元。然而,社会信息如何影响空间表征,以及大脑如何整合社会与空间信息,仍是未解之谜。前额叶皮层(Prefrontal Cortex, PFC)作为高级认知中枢,同时参与空间导航和社会行为。研究表明,小鼠PFC涉及目标导向行为、轨迹规划和社会决策,但其在社会空间信息整合中的具体作用尚不清楚。特别是在不同社会情境下,PFC的空间表征如何变化,是否存在功能分区,这些问题亟待探索。为

    来源:Cell Reports

    时间:2025-09-20

  • 长期摄入柠檬黄对认知行为的影响:在可接受日摄入量(ADI)内及以上的体内研究

    人工色素的使用是多个工业领域提升商品吸引力的常见手段。柠檬黄(Tartrazine)作为一种含偶氮键的合成黄色染料,被广泛应用于各类食品中。本研究通过体内实验分析长期摄入柠檬黄对认知和行为参数的影响。研究人员将40只Wistar大鼠(雌雄各半)分为三组:对照组(CG, n=16)、可接受日摄入量组(ADI组, 7.5 mg/kg/day, NEG, n=16)和超量摄入组(15 mg/kg/day, AEG, n=8)。通过每日灌胃方式持续给药10个月后,分别采用旷场实验(OFT)评估运动活性、高架十字迷宫(EPM)测试焦虑水平、物体识别(OR)实验评估长期记忆。统计结果显示,各组在运动行为(

    来源:Journal of Molecular Neuroscience

    时间:2025-09-20

  • 母源UBE3A缺失通过HDAC2介导即刻早期基因下调导致Angelman综合征突触可塑性异常

    Angelman综合征(AS)是一种由母源泛素蛋白连接酶基因(UBE3A)功能缺失引发的神经发育障碍。研究团队通过RT2 Profiler PCR阵列技术发现,在出生后25天(P25)的AS模型小鼠视觉皮层中,多个调控突触可塑性的基因表达异常。深入分析表明,包括Arc、Egr1-4和Homer在内的即刻早期基因(IEGs)表达量显著下调。有趣的是,野生型小鼠经暗饲养处理后,其视觉皮层中UBE3A蛋白水平和IEGs表达均降至与AS小鼠相当的程度。类似现象也在海马区中被观察到。机制研究表明,AS小鼠脑中组蛋白去乙酰化酶2(Hdac2)的活性增强可能与IEGs的下调密切相关。这些发现提示,神经活动依

    来源:Journal of Neurochemistry

    时间:2025-09-20

  • 综述:甲状腺激素信号的年度节律:环境对甲状腺功能及疾病影响的分析

    Abstract下丘脑-垂体-甲状腺轴(HPT axis)激素在生物对环境适应过程中发挥核心作用,动态响应营养、温度和光周期等环境信号,协调代谢、体温调节和生殖功能。充足食物供应会提升甲状腺激素(TH)水平,驱动能量储存和觅食行为;而食物短缺则会降低TH,诱导低代谢或冬眠等节能状态,其中TH与瘦素(leptin)的交互作用至关重要。寒冷暴露通过上调TH增强线粒体产热作用,TH成为下丘脑体温调节中心与外周器官协调的关键介质。光周期响应在进化上集中于TSH-DIO2-T3轴,通过调节季节性GnRH释放控制繁殖活动。人类HPT轴激素存在年度节律特征,表现为冬季促甲状腺激素(TSH)升高而TH水平波动

    来源:Journal of Neuroendocrinology

    时间:2025-09-20

  • 综述:连接蛋白和泛连接蛋白半通道在神经炎症信号中的广谱作用

    1 引言在中枢神经系统(CNS)中,神经元健康依赖于严格调控的神经-免疫串扰。大脑边界微环境中的肥大细胞、血管周围巨噬细胞和小胶质细胞持续执行监视功能。当边界控制失效时,保护性电路翻转,驱动突触功能障碍、神经元丢失和重塑,这在多种神经疾病中均有体现。大孔通道(孔径6–20 Å)在神经炎症中扮演核心角色,其可通透离子、ATP、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)和代谢物。连接蛋白、泛连接蛋白、钙稳态调节蛋白(CALHMs)和富亮氨酸重复序列8(LRRC8)蛋白等家族独立进化,但均形成类似孔道。一旦开放,它们形成胞质至胞外的直接通路,需严格调控。持续激活会放大神经炎症、加剧兴奋毒性、扰乱损伤后的离子/

    来源:Journal of Neurochemistry

    时间:2025-09-20

  • 奥培米芬(Ospemifene)作为选择性雌激素受体调节剂促进少突胶质细胞髓鞘再生并保护神经功能抵御损伤

    奥培米芬(Ospemifene)是一种FDA批准的选择性雌激素受体调节剂(SERM),本研究揭示其能显著促进纯化的小鼠少突胶质前体细胞(OPCs)在体外培养体系和纳米纤维上的分化。在新生小鼠缺氧模型中,该药物有效预防了发育中中枢神经系统(CNS)的髓鞘缺损,并保护青少年期的神经功能。在实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)模型中,奥培米芬以剂量依赖方式缓解功能恶化并促进髓鞘再生。在溶磷脂酰胆碱诱导的胼胝体脱髓鞘模型中,治疗组病变区新生髓鞘数量显著增加,证实其促髓鞘生成效应。这些发现表明奥培米芬是治疗脱髓鞘疾病的潜在候选药物。

    来源:Journal of Neurochemistry

    时间:2025-09-20

  • 肉毒杆菌神经毒素A调控人类感觉神经元疼痛信号传导的分子机制与转录组学研究

    肉毒杆菌神经毒素A型(BoNT/A)及其医疗制剂OnabotulinumtoxinA(onabotA)被广泛应用于慢性偏头痛的治疗,但其在人类感觉神经元中的直接作用机制尚未完全阐明。虽然啮齿类动物研究表明,BoNT/A可通过切割突触体相关蛋白25(SNAP-25)抑制背根神经节(DRG)和三叉神经节(TG)的神经传递,包括降钙素基因相关肽(CGRP/CALCA)的释放,但针对人类DRG神经元的研究极为有限。本研究通过分析器官捐献者来源的DRG组织,结合现有转录组数据集挖掘和免疫组化技术,验证了突触小泡糖蛋白2C(SV2C)、SNAP25和CALCA等关键靶点的表达模式。研究发现,SV2C在人类

    来源:Journal of Neurochemistry

    时间:2025-09-20

  • 神经元源性细胞外囊泡通过AMPA/NMDA受体通路调控突触后电位振幅的机制研究

    3 Results3.1 Cortex-Derived Primary Cultures Display Active Synapses and Release Extracellular Vesicles皮质源原代神经元培养模型经免疫荧光染色验证,包含72.37%±3.03%的神经元(NSE阳性)和27.63%±3.03%的星形胶质细胞(GFAP阳性)。该模型表现出成熟的神经元特征:微管相关蛋白2(MAP2)和F-actin共染色显示树突棘存在三类形态——丝状伪足、粗短型和蘑菇型 spines。突触前标记物synaptophysin与突触后标记物PSD95的共定位证实了功能性谷氨酸能突触的形

    来源:Journal of Neurochemistry

    时间:2025-09-20

  • 氯氮平独特分子机制:选择性下调5-HT2A受体并重塑皮层信号网络

    氯氮平(Clozapine, CLO)在治疗耐药性精神分裂症中展现出卓越临床疗效,但其分子机制尚未完全阐明。研究人员采用多维蛋白质组学技术——结合数据依赖性采集(DDA)、分级分离、数据非依赖性采集(DIA)和靶向平行反应监测(PRM)——系统分析大鼠前额叶皮层(PFC)和大脑皮层(CX)区域的慢性给药蛋白表达变化。研究发现:CLO能持续下调5-羟色胺2A受体(5HTR2A)表达,而利培酮(RIS)在临床相关剂量下无此效应。尽管两者对该受体均有高亲和力,但CLO特异性抑制血清素能、G蛋白(Gαq和Gβγ)、钙离子和细胞骨架信号通路,同时显著下调与自杀行为相关的磷脂酶Cδ4(PLCδ4)亚型。C

    来源:Journal of Neurochemistry

    时间:2025-09-20

  • 欧洲1型酪氨酸血症管理实践全景与指南演进:NTBC治疗与新生儿筛查时代下的长期随访挑战与共识探索

    ABSTRACT尼替西农(NTBC)和新生儿筛查(NBS)的应用使1型酪氨酸血症(TT1)的预防性治疗成为可能,显著改善了患者预后,有效预防了肝、肾和神经系统并发症。治疗目标已从应急处理转向长期管理。为评估随年龄增长可能出现的由TT1本身或其治疗引发的并发症风险,长期随访至关重要。2014年发布了欧洲TT1管理实践的概述。在代谢欧洲参考网络(MetabERN)的氨基酸和有机酸尿症子网络(MetabERN-AOA)内,我们认为有必要更新欧洲当前的TT1管理实践。我们对MetabERN-AOA子网络成员以及参加Nutricia欧洲代谢组会议TT1研讨会的参与者进行了一项在线调查研究。研究结果与20

    来源:Journal of Inherited Metabolic Disease

    时间:2025-09-20

  • 性别与性类固醇激素对成年期小脑结构与功能连接的调控作用及其在神经老化中的意义

    引言老龄化是一个复杂的生物过程,涉及细胞衰老、表观遗传变化和免疫老化等多种特征。女性通常比男性寿命更长,但患阿尔茨海默病等疾病的易感性更高,推测与更年期和卵巢激素减少有关。理解性别特异性差异对于个性化医疗干预和健康平等至关重要。本研究旨在通过探究性类固醇激素背景下小脑结构与功能连接的变异,阐明正常老化过程中区域小脑结构与连接的性别差异。方法参与者研究纳入138名参与者(平均年龄57±13.3岁,年龄范围35-86岁,54%为女性),分为早期中年(EMA)、晚期中年(LMA)和老年(OA)三组。所有参与者接受了MRI扫描,并收集唾液样本用于性类固醇激素(E、P、T)定量。排除标准包括神经系统疾病

    来源:Human Brain Mapping

    时间:2025-09-20

  • NONO通过RNA结合维持神经母细胞瘤中SREBP调控的胆固醇生物合成的作用机制研究

    引言神经母细胞瘤作为儿童期最常见的颅外实体肿瘤,约占儿童恶性肿瘤的10%,其发生与神经嵴细胞迁移和分化异常密切相关。近年来研究发现,胆固醇生物合成通路的上调与高风险神经母细胞瘤的恶性进展显著相关。固醇调节元件结合蛋白(SREBP)作为调控脂质和胆固醇合成的关键转录因子家族,其异常激活与多种癌症的进展密切相关。其中,多功能核RNA结合蛋白NONO作为确立的癌基因,在乳腺癌中被证实可稳定SREBP蛋白表达。然而,NONO在神经母细胞瘤胆固醇代谢调控中的作用机制尚未明确。材料与方法研究采用高风险神经母细胞瘤KELLY细胞系及患者来源的细胞系(COG-N-496/415/440/519)进行实验。通过

    来源:The FASEB Journal 

    时间:2025-09-20

  • 神经炎症在LPA诱导的出血后脑积水优化模型中的作用机制及小胶质细胞靶向治疗新策略

    在早产儿神经系统疾病中,出血后脑积水(Post-hemorrhagic hydrocephalus, PHH)是一种严重影响患儿生存质量的疾病。当早产儿发生三级及以上脑室内出血时,血液进入侧脑室,引发脑脊液(Cerebrospinal Fluid, CSF)异常积聚,导致脑室扩大和颅内压升高。目前PHH的治疗主要依赖脑室-腹腔分流术等侵入性手术,不仅存在感染、堵塞等风险,更缺乏能够改变疾病进程的药物疗法。这种临床困境背后的核心原因是:PHH发生和发展的分子机制尚未完全阐明。近年来,溶血磷脂酸(Lysophosphatidic Acid, LPA)信号通路被发现在PHH发病机制中扮演关键角色。L

    来源:Neurochemical Research

    时间:2025-09-20

  • 髋关节外骨骼辅助 locomotion 中肌肉协同模式相似性与适应性表征及其对神经肌肉控制机制的启示

    2 方法2.1 外骨骼系统本研究采用的双侧髋关节外骨骼是徐等人(2023)原型的增强版本,系统架构包含六大模块:机械结构、绑带接口、控制单元、电机关节总成、运动感知系统和电源模块。该系统总质量为4.95 kg,可为髋关节屈伸运动提供23 Nm的额定扭矩。机器人髋关节机构集成伺服电机(Maxon EC 90 Flat)、定制行星齿轮减速器和电机驱动器(ESCON 50/5)。运动感知系统包含安装于大腿前侧的两个惯性测量单元(IMU, JY901),整个系统由24V锂电池组供电并通过专用微控制器单元控制。2.2 控制架构控制框架分为高层控制(识别人体行走状态并生成期望扭矩曲线)和低层控制(确保扭矩

    来源:Frontiers in Bioengineering and Biotechnology

    时间:2025-09-20

  • 阿西替尼与地西泮在PTZ点燃模型中抗癫痫作用机制差异及海马结构重塑研究

    癫痫是一种以异常神经元同步放电为特征的神经系统疾病,其发病机制涉及神经功能单元(NFU)的破坏和血脑屏障(BBB)通透性改变。近年来研究发现,血管生成(Angiogenesis)和神经退行性病变在慢性癫痫发展中扮演关键角色,尤其是血管内皮生长因子(VEGF)通过酪氨酸激酶(Tyr-kinase)通路促进BBB破坏,进而导致癫痫耐药性产生。尽管酪氨酸激酶抑制剂(如抗肿瘤药阿西替尼)已被证实具有抗癫痫潜力,但其作用机制与经典GABA能药物(如地西泮)的差异及在疾病不同阶段的疗效变化尚不明确。为探究上述问题,研究团队在《IBRO Neuroscience Reports》发表论文,采用PTZ(戊四氮

    来源:IBRO Neuroscience Reports

    时间:2025-09-20

  • 阿尔茨海默病模型小鼠海马兴奋性与抑制性突触连接紊乱及其对认知功能的影响

    阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)作为最常见的神经退行性疾病,其发病机制一直是神经科学领域的研究热点。尽管家族性AD的致病机制相对明确,与淀粉样前体蛋白(APP)和早老素(presenilin)基因突变导致的Aβ过度产生密切相关,但散发性AD的发病诱因仍不清晰。近年来,大脑皮层和海马网络的过度兴奋现象在AD患者和动物模型中备受关注,甚至被认为是驱动疾病进展的关键因素。这种异常兴奋性可能与Aβ的神经毒性作用形成恶性循环:神经元活动促进Aβ生成,而Aβ又进一步增强神经元兴奋性。然而,这种过度兴奋背后的形态学基础,特别是突触水平的精细变化,尚未得到系统阐释。为了解决这一问

    来源:IBRO Neuroscience Reports

    时间:2025-09-20

  • 分娩硬膜外镇痛相关皮肤交感神经阻滞的准实验研究:揭示其与母体高热的新机制

    38°C)的风险显著增加。这种硬膜外相关母体高热(ERMH)不仅关系到产妇舒适度,更与一系列不良母婴结局相关,包括抗生素使用率升高、手术助产增加、新生儿ICU入住率上升以及新生儿脑损伤风险增大。尽管这种现象已被临床广泛观察,但其潜在机制至今未明。一个主流理论认为,硬膜外麻醉可能通过阻断皮肤交感神经功能,影响产妇的体温调节能力。人类皮肤交感神经系统通过双重通路调节体温:去甲肾上腺素能通路负责血管收缩,在冷应激和热中性条件下活跃;胆碱能通路则负责主动血管舒张和排汗,在热应激状态下激活。分娩本身是一种热应激状态——胎儿代谢和子宫、骨骼肌收缩使产热增加达57%,在这种情况下,机体需要通过胆碱能交感神经

    来源:The Breast

    时间:2025-09-20


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