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具存储与处理功能的人造神经元问世 可用于认知计算领域
科技日报北京8月4日电 （记者刘霞）据物理学家组织网日前报道，IBM公司的科学家使用相变材料，制造出了能存储和处理数据的随机脉冲神经元。科研人员表示，这种神经元集群与人造突触等纳米计算元件联合，或是制造可用于认知计算领域的下一代超密集神经形态计算系统的关键，这一系统可用于认知计算领域。研究负责人埃万杰洛斯·埃莱夫特里乌说：“十多年来，我们一直在研究相变存储（PCM）材料。今年5月我们公布的最新相变存储技术表明，每个单元能稳定存储3比特数据；现在我们再次证明，基于相变材料的人工神经元能执行多种计算，如检测数据关联等，而且速度快、能耗低。”最新制造出的人工神经元由包括锗锑碲化物在内的相变材料组成，
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Cell：衰老的神经元调控
生物通报道：衰老的一大特征就是多个组织出现稳态失衡，神经系统调配着外部和内部的信号，以及这些信号传递到外周组织的过程，因此可以说是掌管着整个人体的动态平衡。最新一期（7月28日）Cell杂志以“Neuronal Regulation of Aging”为题，介绍了调控衰老和长寿的神经机制与下游输入，并指出靶向这些神经途径也许是促进健康衰老的一种新策略。为何学习能力会日益减退来自麻省理工学院的研究人员发现我们的大脑能够学习及生成新记忆的一个过程会随着我们年龄的增长出现退化。在以往对阿尔茨海默氏症小鼠的研究中，研究人员发现即便是在疾病症状出现之前的阶段，大脑海马区的神经元都含有大量的DNA损伤——
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Cell Stem Cell澄清iPS细胞的所谓“记忆”
生物通报道：日本科学家山中伸弥（Shinya Yamanaka）开发的诱导多能干细胞技术（iPS），可以将成熟细胞重编程为多能细胞，使其回到类似干细胞的状态。这些iPSC可以在体外大量增殖，还能分化为特定的细胞类型（比如心脏、肝脏或神经细胞），在疾病模拟、药物筛选和细胞治疗中有着巨大的应用前景，被人们视为细胞疗法的新希望。一般来说，比较容易获取的人体细胞主要有四类：成纤维细胞、角质细胞、外周血细胞、脐带血细胞和牙髓细胞。世界各地的实验室正在用不同类型的体细胞生成iPS细胞。然而最近有研究显示，原始体细胞的类型会影响细胞重编程的效率。这种潜在影响对再生医学和其他医学应用非常重要，决定我们是否应该
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沈药大杨静玉组：SVCT2防止神经毒性氧化应激？
研究背景钠依赖性维生素C转运蛋白2（SVCT2）是成神经细胞内重要的抗氧化剂，在转运抗坏血酸（AA）中起着关键的作用。众所周知，酗酒会导致显著的神经退行性疾病，以及某些脑区内源性AA的释放。研究发现在这项研究中，沈阳药科大学药理系杨静玉教授课题组发现，SVCT2是构成保护过量饮酒大鼠免受氧化应激的自我防御机制的一部分，而且SVCT2水平与抗氧化剂和神经损伤有关。研究过程与结果研究人员运用miRNA芯片分别对过量饮酒4天的Wistar 大鼠和正常对照组进行miRNA表达谱分析。四天的过量饮酒导致大鼠前额叶皮层（PFC）大量神经元变性，并伴有4-羟基（4-HNE）-内收蛋白水平增加和SVCT2表达
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肖林：揭秘运动技能学习的神秘参与者
当你看到杂技演员或极限运动者们令人惊叹的精彩表演时，你可能不禁要问：神奇的大脑究竟是怎样赋予我们如此高超学习能力的呢？不仅专业人士如此，其实我们每个人从出生起就不断处在对各种运动技能的学习中，例如小时候的手抓东西，蹒跚走路，稍后的骑车，滚铁环，弹钢琴等等。对这些技能，我们经常看到有人可以学得很快，而有人却学得慢，这又是为什么呢？科学家们一直试图找到答案，事实上，运动技能学习的神经机制，是长期以来吸引着众多神经科学家们的一个谜团。经过多年的研究，科学家们发现神经元和神经环路的活动（可塑性）在运动学习的过程中起到了关键性的作用。然而，这并不是故事的全部——近期来自英国伦敦大学学院（UCL）的研究人
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首都医科大学发表抑郁症研究新成果
生物通报道：据说，每六个人中就有一人会在人生的某个阶段表现出重度抑郁。虽然人们还不清楚抑郁症的生理病理过程，但越来越多的证据表明大脑的单胺能神经传递受到了干扰。有些研究提出，神经肽家族的成员可能牵涉其中。大鼠的神经肽galanin（甘丙肽）与去甲肾上腺素和五羟色胺共表达，调节这些神经递质的信号传导。现在，首都医科大学和卡罗林斯卡医学院的研究人员通过大鼠抑郁症模型揭示了甘丙肽及其受体起到的潜在作用。这项研究于七月二十五日发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志上，文章通讯作者是首都医科大学的徐志卿（Zhi-Qing David Xu）教授和卡罗林斯卡医学院的Tomas G. M. Hökf
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Science揭示记忆形成机制
生物通报道 一些记忆似乎是联系在一起的。想想你生命中一次重要的经历。你或许也会记起大约发生在那个时候的另一个经历，比如你在婚礼上交换誓言之后，你的朋友们在当晚的迟些时候跳起了令人印象深刻的舞蹈。这两种记忆以某种方式似乎在你的脑海中关联到了一起。由病童医院领导的一项研究探究了记忆之间的这种联系，并阐明了某些记忆在大脑中是如何关联到一起的。这项研究发布在7月22日的《科学》（Science）杂志上。这项研究的负责人Sheena Josselyn博士和她的实验室，多年来一直致力于研究大脑形成、储存和组织记忆的机制。在以往的研究中，她的实验室鉴别出了在小鼠中杏仁核中的神经元群（印记细胞）储
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Nature ：终极大脑图谱解决百年争议
生物通报道：人类大脑被誉为是“进化的最高杰作”，但我们对自己的大脑其实并不了解。七月二十日，Nature杂志上发布了迄今为止最准确的“终极大脑图谱”。这份图谱结合了各种不同类型的数据，将帮助人们解决一个世纪以来有关大脑区域划分的争议。地球仪是我们给地球做的模型，上面描绘着山川和河流，还划分了不同国家的疆域。现在，科学家们也为人类大脑皮层制作了一个这样的模型，将其中的山峰和峡谷分为180个独立区域。其中九十七个区域是此前未知的。每一个独立区域的细胞有着相似的结构、功能和连接。但各个区域之间有着明显的差异，就像拥有明确国界和独特文化的国家，华盛顿大学的神经学家David Van Essen指出。为
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Cell子刊：细胞记忆到底是什么东西
生物通报道：就算是一个小小的细胞也拥有自己的记忆。Basel大学的研究人员最近在Cell Reports杂志上发表文章指出，蛋白质对（protein pairs）是细胞记忆的基础。与人类大脑相似的是，细胞也拥有某种记忆能够储存信息。为此，细胞需要来自蛋白质的正反馈。Attila Becskei教授领导研究团队发现，蛋白质在这些反馈回路中形成二聚化配对，使细胞能够储存相应的信息。细胞记忆全靠蛋白质对蛋白质对的这种反馈只在特定条件下起作用。“蛋白质必须处于正确的浓度才能二聚化，”Becskei教授说。蛋白质太少无法形成二聚化配对，细胞也就不能储存信息。但如果蛋白质浓度太高，配对也无法进行。“这和我
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eLife：运动如何提高记忆力？
生物通报道：众所周知，体育锻炼对大脑有好处，相关报道：Cell子刊：体育锻炼可以武装大脑；Cell子刊：跑步可以提高记忆力？，但是如何做到的呢？近期，科学家们发现，脂肪酸的代谢可产生一种化学物质，增强一种大脑生长因子的表达。定期体育锻炼提供的不仅仅是一个苗条的体格，而且还能增强思维，甚至可以抵消抑郁症或阿尔茨海默氏病，相关阅读：苏国辉、徐爱民教授PNAS：运动为何能够抗抑郁。最近在《eLife》杂志上发表的一项研究中，科学家解释了“肌肉运动如何能影响大脑的生物学”。关键的沟通因子是D-beta-hydroxybutyrate (DBHB)，脂肪酸代谢的一种产物，可介导表观遗传学变化来上调脑源性
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大脑在看电影的时候会发生什么？
——美国艾伦脑科学研究院提供了第一份大脑观察数据：实时观察小鼠在观看图片和视频时视觉皮层中的神经活动生物通报道：7月13日，美国艾伦脑科学研究院（Allen Institute for Brain Science）公布了其“大脑观测站（brain observatory）”计划，这是一项观察小鼠神经活动的庞大目录计划，主要用于收集数据，了解感知、认知，并最终了解意识。“此前没有人采用这种工业控制的方法来分析细胞水平上的活动大脑，这样就能检测大脑如何实时处理信息的过程，”艾伦脑科学研究院院长Christof Koch说，“这就像是在天文站里，全世界的建模者和理论家可以通过他们自己的分析工具研究大
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西南大学最新综述：基因-脑-环境-行为
生物通“核心刊物”迎来了新期刊：科学通报，中国科学C辑:生命科学，这两份期刊均是由中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办的，我国学术期刊中的知名品牌，被国内外各主要检索系统收录，如国内的《中国科学论文与引文数据库》（CSTPCD）、《中国科学引文数据库》（CSCD）等；美国的SCI、CA、EI，英国的SA，日本的《科技文献速报》等。目前针对每期的重点内容，生物通将展开详细推荐，欢迎读者共同参与……生物通报道：创造力是人类心理机能的高级表现. 迄今为止, 已有相当多的证据表明高创造力人群罹患精神疾病(尤其情感障碍和精神分裂症谱系疾病)的风险高于一般人群. 探索创造力和精神疾病的关系进而探讨创
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抹去痛苦记忆的遗传开关
生物通报道：最近，来自比利时鲁汶大学和德国Leibniz神经生物学研究所的研究人员，使用一个“遗传开关”，消除了小鼠的不愉快的记忆。他们的研究结果发表在国际著名的生物精神病学杂志《Biological Psychiatry》上。痴呆、意外事故或创伤性事件，会使我们在损伤或疾病发作之前失去形成的记忆。现在，来自鲁汶大学和Leibniz神经生物学研究所的研究人员发现，当一个特定的基因被关闭时，也会抹去一些记忆。该研究团队训练一种小鼠，这种小鼠的一个单基因——neuroplastin经过了基因改良。这个基因——世界上只有少数研究团队对它进行了调查，对大脑可塑性是非常重要的。在人类中，最近有研究将ne
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Cell惊人发现：帕金森病是免疫疾病？
生物通报道 由蒙特利尔大学的Michel Desjardins博士，及麦吉尔大学蒙特利尔神经学研究所和医院的Heidi McBride博士领导的一个科学家小组，发现了两个与帕金森病(PD)相关的基因是免疫系统的重要调控因子，提供了直接的证据表明帕金森病与自身免疫疾病的联系。研究论文发布在6月23日的《细胞》（Cell）杂志上。利用细胞和小鼠模型，研究小组证实两种基因生成的蛋白质PINK1和Parkin，是阻止免疫系统检测及攻击细胞的必要条件。当PINK1和Parkin功能失常时，如同部分帕金森病患者的情况一样，细胞会在它们的表面显示出蛋白质的一些小零件：源自线粒体的抗原。这些抗原存
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梅林教授Nature子刊发表神经学重要发现
生物通报道：星形胶质细胞一直被视为无伤大局的支持细胞，它们不像神经元那样传导电冲动，只是默默为神经元提供营养物质。近年来人们逐渐意识到，星形胶质细胞在大脑中绝对不是什么小角色。Georgia医学院的研究人员在Nature Neuroscience杂志上发表文章指出，这些细胞对神经元通讯很有帮助。谷氨酸（glutamate）是大脑中最重要的兴奋性神经递质。此前的研究显示，星形胶质细胞表面存在LRP4，这种分子有助于维持谷氨酸的正常水平。梅林（Lin Mei）教授领导的研究团队发现，星形胶质细胞内也有LRP4。没有这种分子谷氨酸的释放就会显著减少，小鼠出现智力受损和运动困难。在星形胶质细胞旁边的神
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Cell子刊：跑步可以提高记忆力？
生物通报道：美国国家衰老研究所的科学家们发现，跑步可以帮助肌肉释放一种特殊的蛋白，这种蛋白能够进入大脑提升小鼠的记忆力。这项研究于六月二十三日发表在Cell Metabolism杂志上。研究显示，用模拟体育锻炼的化合物处理体外培养的肌细胞，会显著提高肌细胞的cathepsin B生产。如果小鼠坚持跑步训练，它们的血液和肌细胞就会出现高水平的cathepsin B。此外，对大脑细胞使用cathepsin B能刺激它们生成与神经发生有关的分子。为了证实cathepsin B对小鼠记忆力的影响，研究人员构建了无法生产cathepsin B的缺陷型小鼠。他们让缺陷型小鼠和正常小鼠在跑步后进行水迷宫测试
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帕金森症起源观念受到挑战
生物通报道：帕金森病影响着世界上大约七百万到一千万的人口，患上该病就意味着会逐渐失去行动能力，并出现一些精神紊乱症状以及认知损伤。普遍观点认为，帕金森病是由于线粒体功能障碍引起，相关阅读：Nature发布帕金森病研究重要发现；Science揭示帕金森病病因基础。然而，最近在果蝇中的一项研究显示，发生在帕金森病中的神经退化，是由于细胞中的内质网应激，而不是之前认为的线粒体功能障碍。这项研究发现，当使用某些化学物质阻断内质网应激时，与疾病相关的神经元死亡就受到抑制。相关研究结果发表在《Cell Death & Disease》。一些遗传形式的早发性帕金森病，通常归咎于线粒体的功能障碍。没有
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清华大学发表自闭症研究重要成果
生物通报道：自闭症又称孤独症，是一种发育障碍类疾病，可导致严重的社交行为变化，主要表现为社交障碍、沟通困难、重复性行为、行为刻板以及言语发育迟缓。患者通常起病于3岁之前，生活基本不能自理，可能需要持续一生的治疗。到目前为止，人们还没有找到可以治愈自闭症的药物。自病症的病因非常复杂，涉及了大量的风险基因和环境因素。人们一直在努力揭示自闭症谱系障碍的认知和分子机理。不过，鉴定引起核心症状的致病通路并不容易。清华大学研究团队在这方面取得了重要进展，找到了多个自闭症风险基因的共同作用靶点。这项研究成果最近发表在美国国家学院院刊PNAS杂志上，文章通讯作者是清华大学生命科学学院的钟毅（Yi Zhong）
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新人造突触或使类脑计算机梦想成真 拥有生物特性
科技日报北京6月21日电 （记者刘霞）据美国趣味科学网站消息，韩国科学家最近研制出迄今为止能耗最低的人造突触。与以前产品相比，它能更好地模拟人脑神经元之间的关联。研究人员表示，这一突破有望使研制能像人类一样解决问题的大型类脑计算机成为现实。研究人员发表在17日出版的《科学进展》杂志上的论文称，人脑庞大的计算能力源于神经元之间的关联。从理论上说，人脑每秒可进行1亿亿次运算。科学家一直希望能研制出可模仿人脑能力和效率的类脑计算机。该论文主要作者、韩国浦项工科大学材料学家李大佑（音译）表示：“研制出拥有生物突触行为的人造突触是关键的一步。”新型人造突触是一种晶体管（电子开关），能通过开启和关闭模拟生
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华人学者构建新的大脑图谱
生物通报道：最近，南加州大学（USC）的科学家们，绘制了小鼠大脑的一个未知部分，可解释亨廷顿氏中和自闭症这类疾病中可能发生了哪些电路中断。本文通讯作者、南加州大学Mark and Mary Stevens神经影像和信息学研究所的神经学副教授董宏伟（音译，Hong-Wei Dong）和他的同事们，在过去的十年里一直都在绘制小鼠大脑的路线图。他们最近的研究结果发表在6月20日的《Nature Neuroscience》杂志，研究了负责运动学习的那部分大脑（即背侧纹状体——它位于大脑的前部附近）的连接。科学家向大约150只小鼠大脑结构中注入了荧光分子，并用高分辨率显微镜，在这些分子穿过大脑“细胞高速
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