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昆虫大脑的认知基元:探秘跨物种认知的进化机制
在认知科学领域,人类的高级认知功能长期被视为与其他动物截然不同的特殊能力。语言、推理、决策和规划等复杂认知过程的研究范式,往往隐含着将人类与其他物种区分的预设。这种研究视角虽然推动了认知科学的发展,但也无形中筑起了一道隔阂,阻碍了我们从进化连续性的角度理解认知的本质。近年来,这种人类中心主义的认知观开始受到挑战。越来越多的研究表明,所谓"低级"生物,如昆虫,也展现出令人惊讶的认知能力。这些发现引发了一个深刻的问题:人类认知是否真的独一无二?还是说,它建立在更古老、更基本的认知构件之上?为了回答这个问题,斯科特·瓦德尔和安妮·帕克在《TRENDS IN Cognitive Sciences》上发
来源:TRENDS IN Cognitive Sciences
时间:2025-12-09
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加速iTBS与cTBS抗抑郁作用的前额顶叶网络机制:基于TMS-EEG的神经环路解析
在全球范围内,抑郁症已成为导致残疾的主要原因之一,而难治性抑郁症(Treatment-Resistant Depression, TRD)更是临床实践中的棘手难题——约44%的患者对两种以上抗抑郁治疗无效。近年来,重复经颅磁刺激(repetitive Transcranial Magnetic Stimulation, rTMS)技术为TRD带来了新希望,其中加速θ脉冲刺激(accelerated Theta Burst Stimulation, a-TBS)方案因其高效率和持久疗效备受关注。然而,这些刺激如何重塑大脑网络以缓解抑郁症状,仍是未解之谜。为揭示这一机制,浙江大学医学院附属第一医院
来源:Cell Reports Medicine
时间:2025-12-09
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帕金森病分化人神经母细胞瘤模型中的动态氧化还原监测
帕金森病(PD)是一种以多巴胺能神经元退化为特征的神经退行性疾病,其病理机制与氧化应激密切相关。近年来,研究者尝试通过体外细胞模型模拟PD病理过程,但现有模型存在DA神经元特征不足、氧化应激监测手段有限等问题。本文报道了一种基于神经母细胞瘤细胞的新型研究平台,通过整合氧化还原动态监测与多参数表型分析,为PD机制研究和药物筛选提供了创新工具。### 背景与意义氧化应激是PD神经退行性变的核心机制之一。多巴胺能神经元对活性氧(ROS)高度敏感,慢性氧化损伤可导致线粒体功能障碍和DA神经元选择性死亡。现有研究多采用人诱导多能干细胞(iPSCs)分化神经元或动物模型,但存在成本高、 scalabili
来源:Redox Report
时间:2025-12-09
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美国人群中预先存在的交叉免疫对高致病性禽流感2.3.4.4b A(H5N1)病毒的作用及机制研究
2024年初,高致病性禽流感(HPAI)2.3.4.4b A(H5N1)病毒在美国奶牛和家禽中引发了一场前所未有的疫情,并多次溢出感染人类。截至2025年9月,美国已报告70例人感染病例,其中多数与接触受感染牲畜相关。与以往全球报道的A(H5N1)感染高死亡率(约50%)不同,美国本轮疫情中大多数患者症状轻微,这引发了科学界对人群是否存在预存交叉免疫的猜测。群体免疫是流感大流行风险评估的关键参数,但此前对A(H5N1)的免疫研究多集中于血凝素(HA)头部抗体,而对神经氨酸酶(NA)和HA茎部等潜在保护性靶点的认知尚不充分。为解答这一问题,美国疾病控制与预防中心(CDC)等机构的研究团队在《Na
来源:Nature Communications
时间:2025-12-09
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miRISC靶向mRNA沉默的统一模型:5'种子区与3'非种子区相互排斥的结合模式揭示新机制
在生命科学的精密调控网络中,微小的microRNA(miRNA)扮演着举足轻重的角色。这些长约22个核苷酸的非编码RNA,通过与Argonaute 2(Ago2)蛋白等结合形成miRNA诱导的沉默复合体(miRISC),进而靶向结合特定的信使RNA(mRNA),抑制其翻译或促进其降解,从而精细调控基因表达。这一过程对维持细胞正常的生理功能、发育以及内环境稳定至关重要,而其失调则与癌症、神经退行性疾病等多种人类疾病密切相关。然而,尽管科学家们对miRISC的作用有了基本的认识——即其通常通过miRNA 5'端的“种子区”(seed region, 核苷酸g2-g8)与靶mRNA的3'非翻译区(3
来源:Nature Communications
时间:2025-12-09
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追踪α-突触核蛋白病理:帕金森病社会认知缺陷早于运动症状出现
在神经退行性疾病研究领域,帕金森病(Parkinson's disease, PD)作为第二大常见神经退行性疾病,其典型的运动症状(如震颤、僵硬和运动迟缓)背后,隐藏着更为复杂的非运动症状。尤其引人关注的是,高达80%的帕金森病患者在疾病早期就会出现认知和精神问题,其中社交认知(social cognition, SC)障碍尤为突出。社交认知作为个体理解他人意图、感受和思维,并据此调节社会行为的关键能力,其受损会直接影响患者的人际关系和社会功能。近年来临床研究发现,孤独感和社会隔离与帕金森病风险显著相关,而社交认知改变可能导致社会功能受损,进而引发进一步的社会退缩,形成恶性循环。然而,目前对于
来源:npj Parkinson's Disease
时间:2025-12-09
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基于血清胆汁酸谱与机器学习模型构建帕金森病认知障碍风险分类新策略
当提及帕金森病,人们往往首先想到震颤、僵硬等运动症状,但认知障碍(CI)作为其常见且影响深远的非运动症状,约30%的帕金森病轻度认知障碍(PD-MCI)患者会进展为帕金森病痴呆(PDD)。目前临床常用的简易精神状态检查(MMSE)和蒙特利尔认知评估(MoCA)量表对帕金森病相关认知障碍的识别存在灵敏度不足、易遗漏早期或特定认知域缺损的问题。因此,探寻能够客观、精准识别帕金森病认知障碍风险的生物标志物,成为该领域亟待突破的关键。近年来,肠道菌群-肠-脑轴在帕金森病发病机制中的作用日益受到关注。胆汁酸(BA)作为胆固醇在肝脏合成、并经肠道微生物代谢的产物,不仅是脂肪消化所必需,更是重要的信号分子,
来源:npj Parkinson's Disease
时间:2025-12-09
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小清蛋白阳性中间神经元的发育性嵌入促进了局部及跨半球的额叶伽马波同步性
该研究系统探究了小鼠前额叶皮层(mPFC)发育过程中两种抑制性中间神经元(PV+和SOM+)对γ振荡及跨半球同步性的调控机制。研究采用多模态方法结合电生理记录与光遗传学操作,揭示了从青春期到成年期mPFC功能整合的关键分子通路。研究发现,mPFC的γ振荡从第三周龄起呈现渐进式发展,其核心驱动因素是PV+中间神经元的成熟性抑制功能。具体而言:1. **网络时空特征演变**:16-60日龄期间,mPFC层II/III的局部γ功率显著提升(从16日龄的32%增至60日龄的78%),且与跨半球同步性增强呈现显著正相关(r=0.76,p<0.001)。这种同步性主要由右侧mPFC层II/III通过快波传
来源:Progress in Neurobiology
时间:2025-12-09
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PRPF40B通过调控NTRK2选择性剪接控制神经分化与突触可塑性的新机制
大脑的正常发育和功能维持依赖于精确的基因表达调控,其中选择性剪接(alternative splicing)是产生蛋白质多样性的关键机制。在神经系统中,脑源性神经营养因子(BDNF)与其高亲和力受体TRKB(Tropomyosin receptor kinase B)的结合,激活下游MAPK/ERK和PI3K/AKT等信号通路,对神经元存活、分化以及突触可塑性至关重要。TRKB由NTRK2基因编码,该基因通过选择性剪接可产生全长受体(TRKB-FL)和缺乏激酶结构域的截短亚型(TRKB-T1)。TRKB-T1作为显性负调控因子,通过竞争性结合BDNF抑制TRKB-FL的功能。研究表明,TRKB
来源:Cell Death & Disease
时间:2025-12-09
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Ectoine通过多通路协同作用缓解D-半乳糖诱导的大鼠脑衰老:从氧化应激/线粒体稳态/自噬/凋亡的交互对话视角
随着全球人口老龄化进程加速,大脑衰老及其相关的神经退行性疾病已成为严峻的公共卫生挑战。大脑作为一个高度耗能的器官,其衰老过程尤为复杂,表现为氧化应激加剧、线粒体功能紊乱、自噬能力下降、细胞凋亡增加以及慢性神经炎症等多种病理变化相互交织,形成恶性循环,最终导致认知功能衰退。然而,目前能够有效延缓甚至逆转脑衰老的临床策略依然匮乏,且现有药物往往伴随显著副作用。因此,探寻安全、有效且源自天然的干预手段成为抗衰老研究领域的热点。在此背景下,一种由极端微生物产生的天然小分子化合物——Ectoine,走入了研究人员的视野。Ectoine被誉为“微生物的防冻液”,以其卓越的稳定生物大分子(如蛋白质、DNA、
来源:Molecular Neurobiology
时间:2025-12-09
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智力障碍综合征蛋白ABBA在抑制性神经元中的表达定位及其促进树突棘形成的机制研究
在大脑发育与功能调控的复杂网络中,细胞骨架蛋白扮演着“建筑师”的角色,它们通过调控神经元形态变化来构建精细的神经环路。其中,MTSS2基因编码的ABBA蛋白(又称Mtss1l)因与智力障碍综合征相关而备受关注——该基因的错义突变(Arg671Trp)会导致神经发育异常、自闭症谱系症状及进行性神经功能衰退。然而,ABBA蛋白在特定脑细胞类型中的表达图谱及其调控树突棘(神经元间信息传递的关键结构)形成的具体机制,仍是未解之谜。为破解这一难题,研究团队在《Molecular Neurobiology》上发表的最新研究中,通过多维度实验揭示了ABBA蛋白的时空表达规律与功能机制。他们发现,在成年小鼠脑
来源:Molecular Neurobiology
时间:2025-12-09
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二甲双胍通过调节TLR4/MyD88/NF-κB通路及肠道菌群组成,改善慢性期癫痫大鼠的认知功能障碍
摘要癫痫(EP)的特征是反复发作的自发性癫痫发作,这常常导致长期的认知障碍,严重影响生活质量。由于致病途径尚不明确,开发针对癫痫相关认知障碍的有效治疗方法一直颇具挑战性。二甲双胍是一种一线口服抗糖尿病药物,在多种癫痫模型中已被证明有效。最近的研究表明,二甲双胍能够调节肠道微生物群的组成并改善认知功能。然而,二甲双胍对大鼠慢性癫痫阶段认知功能的保护作用仍不清楚,其作用是否与肠道微生物群有关也尚未确定。本研究使用毛果芸香碱诱导的慢性癫痫模型来模拟癫痫相关认知障碍的病理过程,并结合16S rDNA测序和4D无标记蛋白质组学分析进行了多组学研究。我们发现,二甲双胍治疗改善了癫痫大鼠的空间学习和记忆能力
来源:Molecular Neurobiology
时间:2025-12-09
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综述:阿尔茨海默病的脑电图(EEG)分析及诊断方法:综述
阿尔茨海默病(AD)作为全球性健康挑战,其早期诊断与机制研究备受关注。近年来,基于脑电信号(EEG)的生物标志物探索成为研究热点,本文系统梳理了2018年至2025年间141项相关研究,重点分析EEG信号采集、预处理、特征提取及识别模型等环节的技术进展与核心结论。### 一、AD诊断的挑战与研究意义AD患者认知功能渐进性衰退,现有诊断方法依赖侵入性脑脊液检测或高成本影像学技术(如PET、MRI)。尽管MMSE量表能初步评估认知状态,但其敏感性不足。EEG作为非侵入性神经监测手段,能够直接反映皮层神经活动动态,近年来在AD早期筛查中展现出独特优势。研究表明,AD患者EEG信号呈现频率降低、功率谱
来源:Frontiers in Aging Neuroscience
时间:2025-12-09
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用于精确评估认知衰退的字符级语言生物标志物:一种符号递归方法
阿尔茨海默病早期诊断的生物标志物发现框架研究一、研究背景与问题提出阿尔茨海默病(AD)作为最常见的神经退行性疾病,其早期诊断面临多重挑战。传统认知评估工具如MMSE和MoCA存在主观性强、易受教育背景干扰、滞后性明显等问题,往往在疾病中晚期才能发现显著症状。尽管深度学习在神经影像和视网膜病变筛查中取得突破,但针对语言层面的生物标志物研究仍存在两大空白:其一,现有NLP方法多聚焦于词或句级语义分析,忽视更细粒度的语音动态特征;其二,AI模型普遍存在"黑箱"特性,难以满足临床对可解释性的需求。当前研究趋势显示,语言能力衰退在AD早期更为敏感。非线性的语音动力学特征(如停顿频率、重复模式、发音流畅度
来源:Frontiers in Aging Neuroscience
时间:2025-12-09
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与小脑相关的认知功能对衰老非常敏感:这对早期检测具有重要意义
### 研究解读: cerebellum 在正常衰老中的认知功能变化及其机制#### 一、研究背景与意义近年来,脑科学领域的研究逐渐突破传统认知框架,开始关注小脑(cerebellum)在认知功能中的重要性。大量研究表明,小脑不仅参与运动协调,还与语言处理、执行功能、空间认知及情绪调节等高级认知任务密切相关(Arleo et al., 2024)。然而,关于正常衰老过程中小脑功能如何与认知能力变化关联的研究仍存在空白。这一空白可能导致临床筛查工具(如MMSE)对小脑相关认知衰退的漏诊,进而延误早期干预时机。#### 二、研究方法与设计该研究采用横断面设计,招募55名健康成年人,年龄跨度从30岁
来源:Frontiers in Aging Neuroscience
时间:2025-12-09
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利用LDEFS特征选择和Mamdani模糊神经网络提高帕金森病的预测能力
帕金森病(PD)是一种以多巴胺能神经元退化为核心的进行性神经退行性疾病,其早期诊断对改善患者生活质量至关重要。近年来,随着生物医学数据量的爆炸式增长,机器学习(ML)技术在疾病预测中展现出巨大潜力。然而,现有研究仍存在局限性,例如过度依赖人工特征筛选、对运动模式变化的敏感性不足,以及模型可解释性差等问题。针对这些挑战,本研究提出了一种结合特征加权分析、动态筛选机制与模糊神经网络的多阶段预测框架,旨在实现高精度、可解释且适用于大规模临床数据的帕金森病诊断。### 一、研究背景与挑战帕金森病早期症状常表现为震颤、动作迟缓、语音障碍等,但这些症状在健康人群中也可能出现,导致误诊率高达30%-40%(
来源:Frontiers in Aging Neuroscience
时间:2025-12-09
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综述:从微电极阵列到全光和多模态神经接口:用于体外神经电路时空研究的新兴平台
神经科学实验技术的多模态融合创新与发展路径神经科学研究正经历从单模态技术向多模态整合的范式转变。这一转变以微电极阵列(MEAs)和光学技术的协同发展为特征,形成了涵盖神经活动记录、干预调控和动态分析的全链条研究体系。本文系统梳理了从传统电生理技术到智能光电整合平台的演进脉络,重点解析多模态平台在揭示神经计算机制中的突破性进展。传统电生理技术奠定了神经环路研究的基石。自1970年代微电极阵列问世以来,研究者通过同步记录多神经元放电模式,揭示了群体神经元活动的时空关联性。高密度CMOS电极阵列将空间分辨率提升至微米级,支持超过2万通道的并行记录,为研究群体动力学提供了有力工具。但电生理学存在显著局
来源:Frontiers in Synaptic Neuroscience
时间:2025-12-09
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面向手势识别系统的肌电信号深度特征学习:表征、挑战与未来展望
当你挥手告别、握笔书写或弹奏钢琴时,手臂肌肉会产生微弱的电信号——这就是表面肌电信号(EMG)。科学家们一直梦想通过解读这些信号来构建智能假肢、康复机器人和新型人机交互系统。然而,EMG信号具有非平稳、高维度、个体差异大等特性,传统机器学习方法依赖手工特征提取,犹如试图用固定钥匙开启千差万别的锁,难以适应真实场景的复杂性。近年来,深度学习技术为EMG解码带来了革命性突破。它能够自动从原始信号中学习高层次特征,但一个重要问题尚未解决:何种深度学习架构最适合EMG信号的多维特性?发表于《IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation E
来源:IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering
时间:2025-12-09
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基于步态相位编码序列电刺激的运动想象对脑卒中患者脑激活模式的增强效应
脑卒中是一种高发的神经系统疾病,是导致中老年人残疾和死亡的主要原因之一。据统计,约半数脑卒中患者存在下肢运动功能障碍,严重影响了他们的日常生活能力。恢复下肢运动功能和行走能力是患者最迫切的需求之一,其关键在于利用大脑的神经可塑性来修复受损的运动皮层。基于运动想象的脑机接口技术为实现这一目标提供了极具前景的途径,它允许大脑与外部设备直接通信,从而帮助重建受损的运动功能。然而,理想很丰满,现实却很骨感。当前下肢MI-BCI在脑卒中患者中的应用面临着严峻挑战:解码准确率普遍偏低。这背后有多重原因。首先,从神经解剖学上看,下肢的生理表征区位于感觉运动皮层的半球间裂内,区域深且小,使得脑电信号检测本身就
来源:IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering
时间:2025-12-09
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基于HD-sEMG-超声-LSCI多模态评估的脑卒中后肩痛神经-肌肉-血管活动机制研究
在脑卒中康复领域,高达80%的患者会遭遇一个棘手的并发症——偏瘫侧肩痛(HSP)。这种疼痛不仅严重阻碍上肢功能恢复,更显著降低患者的生存质量。尽管临床发病率极高,但HSP的发病机制至今仍是迷雾重重。现有研究提示,神经控制受损、关节机械稳定性下降以及局部微循环异常可能是共同作用的重要因素,然而传统单模态评估方法往往只能管中窥豹,难以揭示这些因素之间复杂的相互作用关系。正是为了突破这一瓶颈,由Jianwei Xia、Xinling Wei等研究人员组成的团队在《IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering》上发
来源:IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering
时间:2025-12-09