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嗅球输出解码:基于速率、同步性和呼吸相位编码的行为学评估揭示嗅觉信息处理新机制
嗅觉系统因其独特的呼吸节律耦合特性,成为研究感觉信息时间编码的理想模型。长期以来,嗅球(olfactory bulb, OB)输出神经元(mitral/tufted cells, MTCs)的呼吸相位锁定(sniff-locking)被认为在嗅觉信息编码中起关键作用,但其行为学意义尚不明确。传统观点认为,嗅球可能通过动作电位的时间延迟(latency coding)或放电频率(rate coding)传递信息,但这些编码方式在下游神经网络中的可读性缺乏直接证据。为解决这一科学问题,日本冲绳科学技术大学院大学(OIST)的Xiaochen Fu和Izumi Fukunaga团队在《iScienc
来源:iScience
时间:2025-06-14
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明亮光疗通过不同视觉环路改善帕金森病小鼠模型的运动和非运动症状
明亮光疗改善帕金森病症状的神经环路机制帕金森病(PD)是一种常见的神经退行性疾病,临床和动物研究均表明明亮光疗可改善PD的运动和非运动症状。然而,其背后的神经机制尚不清楚。本研究通过建立MPTP和6-OHDA诱导的PD小鼠模型,系统阐明了明亮光疗通过不同视觉环路改善PD症状的神经机制。亮点发现• vLGN激活可缓解PD非运动症状• 激活SNc投射的dSC神经元可增强SNc多巴胺能神经元爆发性放电活动• 谷氨酸能sSC神经元直接支配dSC-SNc通路• 明亮光疗通过不同环路分别改善PD非运动症状和运动症状明亮光疗改善PD模型小鼠的抑郁样行为、空间记忆和运动障碍研究首先建立了MPTP诱导的PD小鼠
来源:Cell Reports
时间:2025-06-14
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解码下丘脑和前丘脑神经元发育的基因调控网络:单细胞多组学揭示Dlx1/2缺失导致GABA能神经元分化障碍与行为表型关联
发育动态与区域化机制研究通过整合scRNA-seq和scATAC-seq数据,系统解析了小鼠胚胎期(E11)至出生后(P8)下丘脑和前丘脑的细胞异质性。神经前体细胞分为Ascl1+(生成前丘脑/下丘脑中间对角线神经元)和Neurog2+(生成上乳头体/内侧乳头体神经元)两大谱系,并鉴定出时空特异性转录因子模块,如SMN区域的Foxa2和Lmx1a。基因调控网络的层级架构SCENIC+分析揭示了GRN的层级结构:区域特异性转录因子(如PreThal的Dlx1/2和SMN的Barhl2)通过自激活维持身份,并通过交叉抑制(如SMN TFs抑制PreThal基因)划定边界。值得注意的是,SMN发育相
来源:Cell Reports
时间:2025-06-14
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邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯通过破坏小鼠微生物-肠道-下丘脑-垂体-卵巢轴降低妊娠率
研究背景塑料增塑剂DEHP作为典型的环境内分泌干扰物,已渗透至食品包装、医疗器械等日常生活领域。尽管流行病学证据表明DEHP暴露与女性生育力下降、流产率升高密切相关,但其分子机制始终存在"黑箱"。传统研究多聚焦于DEHP对卵巢的直接毒性,而近年来兴起的"微生物-肠-脑轴"理论为揭示环境污染物系统性危害提供了新视角。研究设计与方法南京医科大学团队通过短期(16天)和长期(32天)DEHP暴露小鼠模型,结合LC-MS组织残留检测、免疫荧光/免疫印迹技术、16S rRNA测序和酶活性分析,系统评估了DEHP对HPO轴激素分泌、下丘脑星形胶质细胞活化、肠道菌群结构及妊娠结局的影响。研究结果1. DEH
来源:npj Biofilms and Microbiomes
时间:2025-06-14
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基于多站点静息态功能磁共振数据的图注意力网络在重度抑郁症分类中的应用与机制解析
重度抑郁症(Major Depressive Disorder, MDD)作为全球健康的重要威胁,不仅损害个体功能更带来沉重社会经济负担。科学家们构建了一个三阶段创新框架:首先利用Node2Vec算法从静息态功能磁共振(rs-fMRI)数据生成的功能连接(Functional Connectivity, FC)网络中,提取蕴含复杂拓扑信息的低维脑区嵌入特征;随后通过配备多头注意力机制的图注意力网络(Graph Attention Network, GAT),动态加权不同脑区功能连接的重要性,生成高鉴别力的图表征;最终采用随机森林、支持向量机(SVM)和多层感知机(MLP)组成的集成分类器实现精
来源:Neuroinformatics
时间:2025-06-14
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综述:脑内天冬氨酸研究
引言天冬氨酸(Aspartate)作为非必需α-氨基酸,广泛存在于脑组织中,既是蛋白质合成的原料,又通过tRNA-天冬氨酸合成酶参与翻译过程。其游离形式在代谢中扮演双重角色:作为氨基供体/受体参与尿素循环、一碳代谢,同时是N-乙酰天冬氨酸(NAA)和N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)的前体。脑内分布与浓度不同脑区天冬氨酸浓度差异显著,大鼠神经元中高达2.59 mmol/100 mg蛋白,而人脑死后组织检测值约1.1-4.64 μmol/g。磁共振波谱(MRS)显示活体人脑枕叶皮层浓度为2.1-3.1 μmol/g,但测量受限于代谢物重叠和技术噪声。代谢枢纽:苹果酸-天冬氨酸穿梭(MAS)MAS
来源:Neurochemical Research
时间:2025-06-14
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司来吉兰(R-司来吉兰)在氨基糖苷类抗生素诱导听力损失中的保护作用及多靶点机制研究
引言听力损失(HL)是全球最常见的感官障碍之一,其中感音神经性听力损失(SNHL)因缺乏有效药物治疗而备受关注。氨基糖苷类抗生素(AGs)虽具有耳毒性,但在治疗革兰阴性菌感染中不可或缺。AGs通过诱导氧化应激、凋亡、兴奋性毒性及炎症导致耳蜗毛细胞和螺旋神经节细胞(SGCs)损伤。司来吉兰作为一种不可逆MAO-B抑制剂,已用于帕金森病治疗,其多重作用机制(如抗氧化、抗凋亡、增强DA能神经传递)使其成为AGIHL的潜在治疗候选药物。材料与方法研究采用BALB/c小鼠模型,通过皮下注射卡那霉素(800 mg/kg)诱导AGIHL,并评估司来吉兰及其类似物的保护效果。听觉脑干反应(ABR)用于检测听力
来源:Neurochemical Research
时间:2025-06-14
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羟基红花黄色素A通过抑制NLRP3/AIM2/Pyrin炎症小体介导的细胞焦亡改善缺血性脑卒中
传统中药红花(Carthamus tinctorius L.)提取物羟基红花黄色素A(HSYA)这个水溶性成分,在对抗脑缺血/再灌注(I/R)损伤方面展现出神奇效果。科研团队通过精巧设计的动物实验,让雄性SD大鼠提前5天服用HSYA后,构建脑I/R模型。借助神经功能评分、TTC染色等系列检测手段,发现HSYA就像脑细胞的"守护骑士"——不仅能改善神经功能,修复受损脑组织,还能把梗死区域压缩到最小。在分子层面,它像精准的"信号干扰器",显著提升SOD、GSH-Px等抗氧化酶活性,同时把氧化应激标志物MDA和LDH的水平压下来。更令人振奋的是,免疫荧光和Western blot结果揭示,HSYA能
来源:Neurochemical Research
时间:2025-06-14
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Drp1介导的线粒体分裂在化学诱导人成纤维细胞向神经元转分化中的关键作用
神经替代疗法为神经退行性疾病带来新希望,而体细胞来源的神经元是该疗法的主要细胞来源。最新研究表明,在化学诱导的人包皮成纤维细胞(HFFs)向神经元转分化过程中,线粒体结构会发生显著重塑。研究人员使用自主研发的小分子化合物将HFFs直接重编程为功能性神经元时发现,诱导早期线粒体形态就从管状网状转变为碎片化状态。同步检测显示,线粒体分裂蛋白动力相关蛋白1(Drp1)的基因和蛋白表达水平在诱导后显著升高。有趣的是,无论是Drp1特异性siRNA还是其GTP酶抑制剂mdivi-1处理,都会通过将线粒体动力学调控为融合主导状态,从而显著抑制HFFs向神经元的转分化效率。这些发现确立了Drp1依赖性线粒体
来源:Journal of Molecular Neuroscience
时间:2025-06-14
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miR-26a-5p通过抑制Smad4恢复ALS肌细胞成肌分化能力及其对运动神经元发育的影响
ALS肌细胞成肌分化障碍的分子机制研究团队发现,源自hSOD1G93A转基因小鼠的原代肌细胞(PCM)表现出显著的成肌分化缺陷。通过蛋白质印迹分析显示,胚胎型肌球蛋白重链(EmbMyHC)、生肌调节因子(MRFs)如Pax7、MyoD和肌生成素的表达量显著降低。关键信号通路p38MAPK和蛋白激酶A(PKA)/pCREB的磷酸化水平异常,导致细胞周期抑制蛋白p21表达下降,揭示了ALS肌细胞内在分化障碍的分子基础。细胞间通讯的拯救效应采用Transwell共培养系统证实,野生型(hSOD1WT)肌细胞分泌的因子可显著改善hSOD1G93A肌细胞的分化表型。定量分析显示,共培养组的肌管面积增加2
来源:Molecular Therapy Nucleic Acids
时间:2025-06-14
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裸盖菇素与NMDAR调节剂联用:协同增效的神经可塑性调控与精神疾病治疗新策略
在精神疾病治疗领域,经典5-羟色胺能致幻剂(serotonergic psychedelics, SP)如裸盖菇素(psilocybin, PSIL)因其快速持久的抗抑郁和促神经可塑性作用备受关注。然而,这些药物引发的感知改变和潜在精神病性症状,迫使治疗必须在严格监控的临床环境中进行,极大限制了其广泛应用。更关键的是,传统观点认为致幻效应是SP发挥疗效的必要条件,这一争议性问题直接关系到这类药物的临床转化路径。针对这一困境,Hebrew University of Jerusalem的Tom Ben-Tal、Bernard Lerer团队在《Translational Psychiatry》发
来源:Translational Psychiatry
时间:2025-06-14
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基于多层级脑功能连接与任务态表征解析重度抑郁症异质性的神经机制研究
抑郁症的"千人千面"之谜重度抑郁症(MDD)作为全球致残首因的精神疾病,其临床表现复杂多样——从情绪低落、快感缺失到认知障碍,相同诊断标准的患者可能表现出完全不同的症状组合。这种显著的临床异质性背后,是否隐藏着不同的神经机制?传统"一刀切"的诊断模式正面临严峻挑战。近年来,神经影像学研究虽发现MDD患者存在脑网络异常,但多数研究将患者视为同质群体,未能揭示个体差异的神经基础。电子科技大学的Weihua Zhao团队联合国内外多家机构,创新性地整合多中心静息态功能磁共振(R-fMRI)数据(2428例)和独立任务态fMRI队列(72例),首次采用静态功能连接强度(SFCS)与模型化动态功能连接(
来源:Translational Psychiatry
时间:2025-06-14
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腹侧被盖区-前扣带回多巴胺能神经环路介导雄性小鼠特质焦虑相关的社会回避观察学习
这项研究揭示了社会性动物应对压力的有趣现象:当雄性小鼠在开放场测试中被分为高特质焦虑(HTA)和低特质焦虑(LTA)群体后,它们在观察学习型替代性社交挫败压力(VSDS)中展现出截然不同的社交回避模式。通过光纤光度技术捕捉到,HTA小鼠的环境压力会激活更多腹侧被盖区(VTA)多巴胺能(VTADA)神经元,而LTA小鼠则在社交压力下该神经元更活跃。病毒追踪技术勾勒出VTADA神经元与前扣带回(ACC)的神秘连接,光遗传学和化学遗传学操作证实:这条神经环路就像精准的"焦虑调节开关",既能触发也能阻断小鼠的社交回避行为。更令人振奋的是,RNA测序发现VTA区域的神经炎症信号可能是塑造特质焦虑差异的分
来源:Neuropsychopharmacology
时间:2025-06-14
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长读长测序技术揭示NOTCH2NLC罕见变异导致神经元核内包涵体病分子诊断假阴性的机制
神经元核内包涵体病(NIID)的确诊通常依赖NOTCH2NLC基因中GGC重复序列扩增的分子检测或皮肤活检。这项研究报道了一例特殊病例:患者虽经皮肤活检确诊NIID,但常规基因检测却未能检出NOTCH2NLC的GGC重复扩增。科研人员运用全基因组长读长测序(long-read sequencing, LRS)这把"基因放大镜",不仅成功捕捉到隐藏的GGC重复扩增,还揪出三个捣蛋的上游变异——正是这些罕见的"基因暗礁"导致初期分子诊断翻车。研究团队乘胜追击,对501例特发性震颤患者和361个全基因组LRS数据展开深度扫描,绘制出GGC重复区域周边的"基因地形图",证实这些干扰诊断的变异确实稀有如
来源:European Journal of Human Genetics
时间:2025-06-14
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铁稳态失衡介导线粒体功能障碍导致大鼠视网膜退行性变的机制研究
随着衰老进程,铁元素在生物体内逐渐蓄积,这一现象可引发多种病理改变。研究者通过建立铁超载大鼠模型,系统探究了铁对视网膜线粒体铁代谢的影响。实验将27只4月龄雄性Wistar大鼠分为三组:基础对照组(4MC)、12月龄铁处理组(12ME)和12月龄空白对照组(12MC)。通过灌胃给予12ME组硫酸亚铁(500 mg/kg体重/周),持续干预至12月龄。研究团队采用普鲁士蓝染色、铁含量测定等技术证实,12ME组肝脏和视网膜均出现显著铁沉积。视网膜组织学分析显示,铁处理导致视网膜色素上皮(RPE)和感光细胞明显退化,并伴随胶质纤维酸性蛋白(GFAP)标记的胶质增生。Western blot检测发现,
来源:Neurotoxicity Research
时间:2025-06-14
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毒腺消失之谜:Uloboridae蜘蛛的毒液丢失与消化液毒性保留的进化机制
在自然界残酷的生存竞争中,毒液作为化学武器帮助无数动物赢得了进化优势。然而蜘蛛目Uloboridae科却展现出令人费解的特征——它们被认为是唯一完全丧失毒腺的蜘蛛类群。这个"逆向进化"现象引发了科学界长达百年的争论:这些蜘蛛如何在不依赖毒液的情况下制服猎物?是否将毒素转移到了其他分泌物中?瑞士洛桑大学等国际团队在《BMC Biology》发表的研究,通过整合组织学、转录组学和功能实验,首次系统揭示了Uloboridae蜘蛛的毒性替代机制。研究以温室常见种Uloborus plumipes为模型,对比毒蛛Parasteatoda tepidariorum,发现其毒液系统从腺体到输送导管完全退化,
来源:BMC Biology
时间:2025-06-14
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计算标记揭示阅读障碍与多动症在复杂学习环境中的特异性缺陷机制
在现实世界的学习场景中,我们常常面临比实验室复杂得多的环境——就像走进一家咖啡馆时,你无法立即确定美味的蓝莓松饼究竟归功于水果原料(食材维度)、店铺品质(环境维度)还是两者协同作用。这种多维不确定情境下的学习能力,恰恰是神经发育障碍患者面临的核心挑战。传统研究多聚焦简化实验室任务,而以色列海法大学Yafit Gabay团队在《npj Science of Learning》发表的研究,首次系统揭示了注意力缺陷多动症(ADHD)和阅读障碍(dyslexia)患者在自然情境学习中的特异性计算标记。研究采用交叉设计,包含显性辅助(Explicit-Assist)和隐性辅助(No-Explicit-A
来源:npj Science of Learning
时间:2025-06-14
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综述:光声传感与传输在生物和工业中的应用
光声原理与技术基础当调制光被材料吸收时会产生声波,这种现象称为光声(PA)效应。该效应形成了光声传感的基础——通过激光探测吸收物质,并分析产生的超声波信号,实现从一维信号到三维图像的重建。核心方程表明,初始压力分布与材料的光吸收特性(吸收系数μa)和热弹性效率(Grüneisen参数Γ)直接相关。生物医学应用突破在生物分子检测方面,532nm和797nm双波长声分辨率光声显微镜(AR-PAM)实现了血液中甘油三酯的定量分析,而基于纤维素的传感器通过检测光声信号振幅变化,可测量肝素活性。细胞层面,780nm脉冲激光结合膨胀显微镜技术,将黑色素瘤细胞中黑色素体的成像分辨率提升至亚细胞级别。对于生物
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非洲道路表面类型识别:基于Mapillary众包街景数据的大规模深度学习数据集构建与应用
在非洲广袤的土地上,道路状况直接影响着经济发展与民生福祉。联合国可持续发展目标(SDG)9.1.1明确将"全年可通行道路"作为重要指标,但据研究显示,撒哈拉以南非洲70%的道路仍为土路,严重制约区域贸易与安全出行。传统道路检测依赖人工勘察或高分辨率遥感,前者效率低下,后者易受植被遮挡影响。尽管智能手机传感器和无人机技术有所突破,但缺乏大规模标注数据始终是深度学习模型应用的瓶颈。中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院周琦团队联合西北工业大学等单位,在《Scientific Data》发表了首个非洲道路表面类型众包数据集研究。团队通过Mapillary API获取非洲100×100 km2网格的9
来源:Scientific Data
时间:2025-06-14
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认知计算模型揭示序列决策任务中的重复偏好:目标导向与习惯行为的动态博弈
在人类日常行为中,从晨间惯例到工作流程,重复执行特定动作序列的现象普遍存在。这种重复究竟源于对奖励结果的理性计算,还是独立于价值的单纯行为惯性?这一争议可追溯至Thorndike提出的"效果律"(奖励驱动行为)与"练习律"(重复强化行为)的百年之争。尽管现代强化学习(RL)理论主要关注奖励机制,但越来越多的证据表明,行为重复可能具有独立于价值的认知基础。然而,在价值决策任务中实证验证这种重复偏好(repetition bias)仍存在挑战——如何区分目标导向的奖励最大化与纯粹的重复机制?为解决这一科学问题,德国德累斯顿工业大学的研究团队设计了一项创新的序列决策任务——Y-导航任务(Y-NAT)
来源:Communications Psychology
时间:2025-06-14