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刺激小鼠大脑，创造身临其境之感
斯坦福大学的研究人员利用改进的光遗传学技术，在无需自然感官输入的情况下，在活小鼠脑内控制甚至创造身临其境的视觉体验。这一研究不仅扩大了我们对哺乳动物大脑如何产生和呈现外部世界感知的理解，而且为患有幻觉或妄想等精神疾病症状的患者指出了一条潜在的治疗方法。文章发表在《Science》杂志，题目为“Cortical layer–specific critical dynamics triggering perception”。哺乳动物感知周围环境的体验可能源于新皮层的感觉驱动神经元活动。然而，这些神经元的活动模式与它们对感知和行为的影响之间的关系还不明确。光遗传学对研究感知和行为有着得天独厚的优势，
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学习，干预越少越好！CMU开发新设备自动化机器人训练动物大脑
我们常常听人说，学习要按自己的节奏。卡内基梅隆大学（CMU）的研究人员开发了一种自动化的机器人训练设备，能让小鼠利用闲暇时间学习。这项技术有望提高大脑学习能力，使研究人员在更自然的条件下训练动物。CMU的神经科学家Alison Barth领导的研究小组在7月17日出版的《Neuron》发表最新文章。Barth实验致力于理解皮质电路接收感觉信息以便适应学习的过程。理解构成大脑学习电路变化基础的算法对创建利用深度学习和人工智能的工程系统具有重要意义。“动物大脑皮层的神经电路进化了35亿年，已经完全适应了学习，”Barth教授说。“大脑中关于正在发生什么的宝贵信息全部可以用来通知计算处理系统根据经验
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终于解释通了！肠道感染会引发帕金森病吗？会的！
这一发现扩展了最近同一研究组的研究，提示PD有一个主要的免疫病因，为治疗策略提供了新的途径。这项研究由蒙特利尔大学的Michel Desjardins和Louis-Eric Trudeau、蒙特利尔神经研究所的Heidi McBride和麦吉尔大学的Samantha Gruenheid领导的一个科学家联合小组共同完成。1990年至2016年，全球帕金森病患者数量翻了一番，从250万增加到了610万。相对保守的预测是，到2050年，也就是未来30年，全球患者数量还将翻番，将超过1200万。大约10%的帕金森病是由于编码蛋白质的基因突变引起的，如pink1和parkin，这些基因与线粒体（细胞中产
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多发性硬化症患者大脑的疾病根源——投射神经元
多发性硬化症影响全球200多万人，MS的潜在症状较广，包括视力、运动和认知能力等问题。先前的研究表明，在MS患者中，大脑皮层区域随时间推移萎缩（所谓的皮质萎缩），直到现在，导致皮质萎缩的过程还不清楚。剑桥大学、海德堡大学和加州大学旧金山研究所的研究人员利用MS患者尸检脑样本研究了与该病相关的多种细胞类型，并将其结果与没有MS的捐赠脑样本进行了比较。“利用单核RNA测序技术（single nuclei RNA sequencing），我们研究单个脑细胞的基因组成，解开为什么某些细胞在MS中比其他细胞更容易受到损伤，”海德堡大学的Lucas Schirmer博士说。“我们的研究结果表明，一种特殊的
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PNAS：上海交大报道神经元树突计算的理论新模型
大脑中的神经元的树突具有复杂的几何形态和生物物理特性，目前较为流行的神经元理论模型通常不考虑树突结构，将神经元的几何形态简化为一个点来描述神经元的细胞体(点神经元模型)，而从树突上接收的空间输入信号则被简化描述成输入电流在细胞体处的线性加和。来自上海交通大学自然科学研究院、数学科学学院李松挺、周栋焯及其合作者发表了题为“Dendritic computations captured by an effective point neuron model”的研究论文，通过理论建模分析、数值计算模拟、并结合生物学实验的方式发展了一个简洁的神经元模型，可以有效刻画神经元的树突计算功能。这一研究成果公布
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Nature子刊：大脑中的体细胞突变与阿尔茨海默病有关
随着年龄的增长，体细胞突变在各种组织中积累。近日，韩国科学技术院（KAIST）的研究人员发现，大脑中出现的体细胞突变可能导致阿尔茨海默病的发生。KAIST的Jeong Ho Lee及其同事对52例阿尔茨海默病患者和11例对照的大脑和血液样本进行外显子组测序，发现尽管体细胞突变在大脑中出现的速度较慢，但患病个体带有更多的体细胞突变，且集中在tau相关通路。过度磷酸化的tau蛋白组成神经原纤维缠结，这也是该病的特征之一。“大脑体细胞突变随着年龄的增长而积累，可调节AD大脑海马结构中的tau病理学，”Lee及其同事在文中写道。这项成果于7月12日发表在《Nature Communications》上
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华中科技大学Nature Neuroscience最新发文：绘制神经元长程输入环路图谱
大脑皮层是由不同类型神经细胞相互连接组成的高度复杂神经网络，其解剖结构是信息在脑中传递的基础。为理解大脑内神经信息的处理机制，在整个皮层甚至全脑范围要对神经环路的结构及生理信息进行解析，首先需要了解不同类型的神经细胞在脑内是如何分布的，以及相互之间是如何连接，包括神经细胞在大脑内的准确定位、精细的形态结构、以及在环路中的连接关系等。来自华中科技大学武汉光电国家研究中心骆清铭教授团队发表了题为“A whole-brain map of long-range inputs to GABAergic interneurons in the mouse medial prefrontal cortex
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流动的大脑--我们的大脑网络结构并不固定
乔治亚州立大学的一项研究表明，大脑网络的形状和连通性随着时间推移以基本的和重复出现的方式改变。神经元之间的相互作用被称为“功能性连接”，随之生成大脑网络，长期以来研究人员一直假设这些网络在空间上是静态的，每个网络都包含一组固定的大脑区域。但乔治亚州立大学的研究人员在《Human Brain Mapping》上的新研究显示，大脑网络在空间和功能上是流动的。研究人员收集功能性磁共振成像（fMRI）大脑成像数据，在几分钟的时间内以颗粒级创建网络活动快照，并观察到网络的功能、大小和位置的快速变化。“假设每一个大脑区域都以同样的方式与大脑的其他部分相互作用，这是过于简单化的，”神经成像和数据科学转化研究
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Current Biology：揭示视觉拥挤效应的神经机制
7月8日，《当代生物学》(Current Biology)刊发了北京大学心理与认知科学学院、生命科学联合中心和麦戈文脑科学研究所方方课题组的研究论文“The critical role of V2 population receptive fields in visual orientation crowding”，报道了该课题组采用基于功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)的群感受野(population receptive field, pRF)技术研究视觉拥挤效应的神经机制所取得的重要进展。论文通讯作者是方方，第一作者是
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寨卡病毒延迟儿童神经发育
（记者唐凤）美国加州大学洛杉矶分校和中国科学院遗传与发育生物学研究所等机构研究人员，报告了2015年至2016年巴西里约热内卢寨卡病毒大流行期间，感染寨卡病毒的孕妇生下的216名婴儿的神经发育情况，结果显示，约1/3的儿童神经发育或视力/听力异常。相关论文7月8日刊登于《自然—医学》。人感染寨卡病毒后可能出现发热、皮疹、关节痛等类似登革热的症状。绝大多数寨卡病毒感染者症状温和，但孕妇感染寨卡病毒可能损害胎儿大脑，导致新生儿小头症及其他神经系统病变。2015年9月至2016年6月巴西里约热内卢寨卡病毒流行期间，研究人员招募了244名寨卡病毒检测结果呈阳性的孕妇。统计结果显示，在223例胎儿存活病
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连接组学的里程碑——第一张完整的动物神经系统接线图
《Nature》发表的一项研究，Albert Einstein医学院的研究人员描述了第一个完整的动物神经系统接线图。这项研究包括两性成年秀丽隐杆线虫，确切指出两性之间神经差异巨大。这一发现标志着“连接组学（connectomics）”领域的一个重要里程碑。“结构始终是生物学的核心问题，”项目负责人、遗传学教授Scott Emmons博士说。“DNA结构揭示基因是如何工作的，蛋白质结构揭示酶是如何工作的。现在神经系统结构正在揭示动物的行为方式，以及神经连接错误如何导致疾病。”研究人员假设，一些神经和精神疾病是“连接病”，也就是说，“错误的电路”引发问题。“在发现几种精神疾病与连通性相关基因有关以
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Cell：第一次在单细胞水平上控制大脑的行为
生物通报道：来自哥伦比亚大学的神经科学家团队首次通过激活小鼠视觉皮层中的一些神经元来控制小鼠的视觉行为。这一重要发现公布在Cell杂志上。在这篇文章中，研究人员证明了特定的神经元集群在行为中具有因果作用。他们利用新开发的光学分析工具，识别进行视觉任务的小鼠皮质集群（cortical ensemble，生物通注），还通过高分辨率光遗传学以单细胞精确度同时靶向靶标神经元，控制小鼠的行为。结果表明与任务相关的神经元的精确激活提高了动物表现，与任务无关的其他神经元的激活降低了行为表现。“这是几十年来我们实验室完成的最激动人心的工作，因为这证明皮质集群是行为的关键，我们可以通过控制它们，改变动物的行为表
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从癌症到大脑，表观遗传基因控制暗流无处不在
酶(粉色)在信使RNA(蓝色)上放置一个化学标记(金色)信使RNA（mRNA）这种分子将遗传信息从DNA传送到细胞的蛋白质制造工厂。在上个月的一次会议上，研究人员讨论了RNA表观遗传学对基因表达和疾病也是至关重要的证据，他们描述了一种与白血病有关的新化学修饰。研究发现表观遗传标记像栅栏上的圣诞灯一样装饰着mRNA。马里兰州国家癌症研究所（NCI）的RNA生物学家Pedro Batista在会议上说，细胞使用这些标记“来确定蛋白质应该何时何地以及以多少量[相关的]生产。此外，纽约市Sloan Kettering癌症纪念中心的Michael Kharas说，mRNA修饰“可以影响细胞的生存能力，无
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暨南大学教授最新Science子刊阐释运动和学习记忆的关键机制
在2019年7月3日的《Science Advances》（科学·进展）期刊上，来自暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院的张力副教授、苏国辉院士团队，发现了体育锻炼改善对复杂技能学习的脑内关键性分子机制。张力副教授等人发现，给予小鼠慢性跑步机运动可以激活其皮层内称为雷帕霉素靶蛋白（mTOR）的分子通路，进而调控其神经可塑性和学习记忆功能。此前研究已经显示mTOR通路对于学习记忆的关键作用，同时也有证据提示mTOR可能在运动后激活。然而，据张力介绍，这一研究“首次通过体内成像实验，建立了运动激活mTOR通路对树突棘发生和神经网络可塑性的重要作用。”成熟的神经元具有复杂的树突状结构，可形成高度的分支并
来源：EurekAlert中文
时间：2019-07-05
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如何利用动物模型探究Nestin在神经发育过程中的作用机制
动物体早期发育过程中，中枢神经系统发育是一个重要事件。Nestin是一种中间丝蛋白，它在哺乳动物神经前体细胞中高表达，已被广泛用作神经前体细胞的标志分子。因此，nestin的表达情况对分析神经系统的进化具有重要作用，同时也可以作为神经系统病变和损伤的快速敏感诊断指标之一。在成体组织中，nestin只在部分具有分化潜能的细胞中表达，如在皮肤、心血管再生过程中表达增高。此外，nestin在多种肿瘤组织中表达增加，蛋白表达量与肿瘤的恶性程度成正相关，因此nestin对研究神经系统病变与肿瘤相关疾病具有重要的意义。Nestin基因敲除小鼠的相关研究表明：nestin+/-基因型的杂合子小鼠中，虽然ne
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空气污染可能是老年痴呆和帕金森的致病因素
空气污染会导致如阿尔茨海默病和帕金森等神经系统疾病的共识正在建立。但是，这些乌黑的颗粒如何造成大脑疾病仍是一个未解决的问题。现在，宾州州立大学利用小鼠模型找到了一种潜在的研究方法。详细了解赛业生物的手术疾病动物模型>>研究人员观察了大脑和脊髓周围的液体脑脊液（cerebrospinal fluid）如何通过鼻子流出，以及当液体停止流动时会发生什么。“在过去5年，人们对理解脑脊液运动非常感兴趣，”工程科学与力学、神经外科和生物医学工程杰出副教授Patrick Drew说。“越来越多人意识到，它不仅可以缓冲大脑，还可以将物质从大脑和脊柱区域转移出去。”然而，问题是脑脊液（CSF）是如何
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甜食重塑大脑导致暴饮暴食
我们知道高脂肪、高糖的食物可以改变腰围，但对于它们如何改变大脑却知之甚少。现在，研究人员发现，把一只老鼠的饮食从标准食物换成更易发胖的食物，会改变某些控制饮食的神经元的活动，使限制能量摄入的细胞“刹车”失灵。如果在人类中也是如此，这一发现可能有助于解释暴饮暴食倾向。 美国北卡罗莱纳大学教堂山分校神经生物学家Garret Stuber团队一直想要了解伴随肥胖而来的大脑变化。他们特别感兴趣的是大脑底部控制进食的区域——外侧下丘脑。 现就职于西雅图华盛顿大学的Stuber与英国合作者，对老鼠大脑这一区域的细胞进行了RNA测序，并根据它们表达的基因进行了分组。通过比较高脂肪饮食的肥
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洪暐哲：交朋友就是大脑活动“同步”
生物通报道：Cell杂志上发表的两篇论文分别表明埃及果蝠和小鼠可以在社交活动中会“同步”脑电波。之前的研究表明人类对话时，双方大脑中的神经活动会同步，这是由于一个人从另一个人获取社交线索，并基于这些线索调节他们自己的行为。这些研究现在表明，当动物参与自然的社会交流中，也会发生类似的事情。其中一篇论文的作者，加州大学洛杉矶分校生物化学与神经生物学系的洪暐哲(Weizhe Hong)认为，“如果你认为大脑就像一个黑盒子，它接收输入，提供输出作为回应，那么研究社交互动就像试图理解一个盒子的输出如何为另一个盒子提供输入，以及这两个盒子如何一起工作，创造一个循环的。我们对小鼠中的研究使我们能够在这些黑匣
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赛默飞与恩元生物达成战略合作，推动中枢神经疾病精准诊疗一体化
2019年6月27日，上海——近日，科学服务领域的世界领导者赛默飞世尔科技（以下简称：赛默飞）与上海恩元生物科技有限公司（以下简称：恩元生物）签署战略合作协议。基于合作协议，双方将依托赛默飞新型分子诊断技术平台，共同打造“中枢神经精准医学示范实验室”，推动中枢神经系统疾病的精准分型和诊疗一体化。随着精准医疗的发展，中枢神经系统疾病的诊疗也正在经历着融合与变革。作为精准医疗全面解决方案的提供者，赛默飞拥有从生物样本库、基础研究、临床应用开发到临床诊断等一系列全流程的解决方案，并致力于打造“精准医疗生态系统”。此次合作将依托赛默飞领先的新型分子诊断技术平台，与恩元生物携手建立专注于中枢神经系统疾病
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冥想不仅让人放松身心，更能真实改变大脑结构
很多人都知道冥想是一种放松身心的方式，但它真的能够改变大脑结构，让人获得更多的益处吗？美国麻省总医院、哈佛医学院神经科学家Sara Lazar一直致力于研究冥想对大脑的影响。她近期发布的一篇研究报告证明冥想确实能够改变大脑结构。Lazar的第一项研究将长期冥想者与控制组进行对比。研究发现，人在冥想时会更加注重感觉体验，因此感觉功能会随之增强，这使冥想者脑岛和感觉区产生更多的脑灰质，包括主要负责工作记忆和执行决策的额叶皮层的脑灰质。研究甚至发现50岁的冥想者的脑灰质多于25岁普通年轻人。在第二项研究中，研究人员请从未冥想过的人参与为期8周的冥想课程，每天进行40分钟冥想训练。在课程结束后，研究人
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