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美国首次确定神经科学算法有助设计高效稳定网络
科技日报北京7月10日电 （记者常丽君）大脑可能是最高效稳定的网络。最近，美国卡内基梅隆大学和索尔克生物研究所合作，首次确定了大脑在早期发育阶段剪除不需要的神经元连接的速度，籍此开发出一种可用于网络设计的“大脑剪除”新算法。模拟分析表明，据新算法生成的网络比用目前工程方法生成的网络更加高效稳定。相关论文发表在近期《公共科学图书馆·计算生物学》杂志上。在实现最优化方面，分布式计算机、传感器网络与脑网络所用的途径截然不同。人脑神经元创造网络是个“剪除”过程：从人出生到童年早期，脑神经元形成大量突触连接，超过了所需数量，随着年龄增长，无用的连接会被迅速“剪除”。人成熟时的突触连接比儿童高峰期要少50
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线虫行为研究探讨古老生物学问题
生物通报道：一个特定性状是由一个生物体的基因（先天）还是其环境（后天）决定的？是生物学中一个古老的问题。大多数时候，答案是“两者兼有”，但是最近，宾夕法尼亚大学的研究发现，有一个特征，通过以上两个因素进行解释，不那么容易。 这个特征是，常用模式生物秀丽隐杆线虫（C. elegans）会逆流往上游动，这一特征通过物理学可以得到最好的解释。宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院机械工程与应用力学系的Haim Bau教授及其研究生Jinzhou Yuan，连同佩雷尔曼医学院神经病学系的助理教授David Raizen，将这项研究结果发表在最近的《PNAS》杂志。 线虫是生物学研究中最常用的动物模型之一
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Nature医学：“老年”蛋白让你记忆力变差
生物通报道：科学家们发现，老年人的记忆衰退与一种免疫蛋白有关。随着年龄增长这种蛋白在血液中不断累积，会影响新脑细胞的形成，促进年龄相关的记忆损失。阻断这一蛋白有望预防一般性记忆衰退和治疗认知功能障碍。这一成果发表在七月六日的Nature Medicine杂志上。近年来人们发现，将老年小鼠的血液输给年轻小鼠，会使年轻小鼠变得迟钝、虚弱和健忘。而年轻小鼠的血液可以使老年小鼠恢复记忆力和活力。加州大学旧金山分校的Saul Villeda发现，血液的这种作用可能与β2微球蛋白(B2M)有关，B2M是一种与机体识别入侵者有关的免疫蛋白。已知这种蛋白在阿尔茨海默症和其他认知障碍中高水平表达。Villeda
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周嘉伟博士Nature Neurosci发表神经学研究新发现
生物通报道 来自中科院、复旦大学、南通大学等机构的研究人员在新研究中揭示出了， GDNF/Ret依赖于Vav2来控制中脑边缘多巴胺转运蛋白（DAT）运输的机制。这一重要的研究发现发布在7月6日的《自然神经科学》（Nature Neuroscience）杂志上。论文的通讯作者是中科院上海生命科学研究院神经科学研究所的周嘉伟（Jiawei Zhou）。他长期从事神经退行性疾病帕金森病发病机理以及多巴胺能神经元功能调节的分子细胞基础的研究，在Nature, PNAS, J Neurosci等国际学术期刊上发表研究论文三十多篇。研究成果曾入选2013年“中国科学十大进展”。神经胶质细胞源性
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睡眠对大脑发育非常关键
生物通报道：华盛顿州立大学的一项最新研究表明，在REM睡眠（快动眼睡眠）中大脑将白天的经历积极转化为长期记忆和相关能力。这项发表在Science Advances杂志上的研究，再次强调了儿童的睡眠需求，质疑了一些影响REM睡眠的药物（比如抗抑郁药）。巩固记忆Marcos Frank教授指出，动物幼年时期有大量的时间用于REM睡眠，但人们对REM睡眠的具体作用并不了解。Frank等人为人们展示了这种睡眠对动物幼仔视觉发育的影响。在动物探索周边环境的过程中，视觉皮层的大脑回路会发生改变，这种改变需要通过REM睡眠巩固下来。研究人员发现，这些改变是由ERK锁定的，这种酶在REM睡眠中被激活。“经验是
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诺奖得主连发四篇文章：长期记忆靠朊蛋白维持
生物通报道：诺贝尔奖得主，哥伦比亚大学医学中心的Eric Kandel教授连发四篇文章，揭示了大脑持续维持长期记忆的关键体系。朊蛋白是一种非常特殊的蛋白，它们能诱导其他蛋白发生同样的折叠错误，实现自我繁殖。朊蛋白可以在细胞（尤其是神经细胞）中形成干扰性的聚集体，这种聚集体高度稳定，会导致组织损伤和细胞死亡。垂死细胞释放出的朊蛋白能够进入其他细胞，造成传染。这种蛋白不仅可以引发疯牛病，还和多种神经退行性疾病有关，包括阿尔茨海默症、帕金森症和亨廷顿舞蹈病。（延伸阅读：Cell：朊蛋白，表观遗传学的新层面）Dr. Kandel实验室日前在Neuron和Cell Reports杂志上连续发文指出，朊蛋
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中国医大：miRNA参与麻醉剂介导的细胞神经毒性
虽然异丙酚对发育中的中枢神经系统（CNS）会施加毒性作用，它仍然是儿童群体首选的麻醉剂。星形胶质细胞是一类主要的神经胶质细胞，它在中枢神经系统发育中发挥广泛作用，最近的研究证明它在很大程度上受microRNAs（miRNAs）调控。相比之下，很少有报道发育中的星形胶质细胞在异丙酚处理过程中miRNAs所发挥的作用。本研究中，中国医科大学附属第一医院裴凌教授课题组采用miRNA芯片对异丙酚处理的未成熟海马星形胶质细胞中的miRNA表达谱进行了分析（miRNA芯片分析由联川生物承担完成），并采用实时定量PCR对结果进行验证。研究人员进一步对异丙酚调控的miRNAs进行靶基因预测和功能分析。GO和K
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小RNA在记忆形成中的惊人作用
生物通报道：Scripps研究所（TSRI）的科学家们发现，microRNA在记忆形成中起到了惊人的作用。这项研究发表在六月份的Genetics杂志上。MicroRNA（miRNA）是长约22nt的非编码RNA，这些小RNA在天然细胞中大量存在，它们能与靶基因的mRNA配对，在转录后水平上调控目标基因的表达。大量研究表明，miRNA控制着胚胎发育、细胞分化、器官生成等重要的生物学过程，对于正常发育、细胞生长和生物行为非常关键，而且与神经退行性疾病的复杂性有关。（延伸阅读：Science子刊专题：癌症中的非编码RNA）黑腹果蝇是研究记忆的常用动物模型。研究人员在黑腹果蝇的中枢神经系统中，检测了3
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催产素在神经科学领域多影响 引科学家关注
2011年4月，美国纽约大学兰贡医学中心神经系统学家Robert Froemke及其同事仅通过荷尔蒙注射，改变了“处女”鼠的大脑。 在治疗之前，雌性老鼠在很大程度上对鼠崽的哭声漠不关心，甚至会伤害它们。但注射催产素后，老鼠开始更像母亲，并将幼崽叼在嘴里。Froemke监控了这些动物的大脑，以找出为何发生这种情况。 首先，当听到幼崽哭声时，老鼠表现出不规则的神经冲动。当催产素开始起效后，这种信号发展成一种更有序的母亲大脑模式。研究显示了激素改变神经行为的与众不同的细节。“催产素帮助改变了大脑，让其对这些叫声进行响应。”Froemke说。 自上世纪70年代以来，催产素
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颠覆传统观点：全新人类大脑语言图谱
——研究人员发现一个多世纪以来被认为是语言理解区域的韦尼克氏区（Wernicke's area）实际上并不是语言理解的关键部位生物通报道：最新人类大脑语言中枢图谱公布。来自西北大学的研究人员发现位于我们大脑左脑颞叶中的一块形似热狗的区域，即韦尼克氏区（Wernicke's area）并不是语言理解的中枢，这打破了140年以来大脑科学的经典观点。在这项发表于6月25日Brain杂志上的最新成果中，研究人员指出对于字词的理解过程发生在大脑的左前颞叶，而对于语句的理解则是通过大脑区域复杂网络来解决。领导这一研究的是西北大学认知神经学系和阿尔茨海默症中心主任Marek-Marsel Mesulam，他
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Cell解开数十年谜题：复杂大脑的简单法则
生物通报道：科学家们通过分析果蝇蛹的大脑发育，解开了一个困扰神经学家数十年的谜题。这一成果发表在六月二十五日的Cell杂志上，有助于深入理解人类大脑的发育规则。加州大学旧金山分校的Lani Wu教授、Steven Altschuler教授和柏林自由大学的Peter Robin Hiesinger教授领导团队研究了果蝇复杂的视觉系统（复眼）。他们发现，这个复杂神经系统的自我组织方式遵循着三条简单的规律。大脑的神经连接看起来是非常复杂的，Altschuler说。令人惊讶的是，只需要三个简单的预编程法则，就可以建立起果蝇复眼和大脑之间的神经连接。（延伸阅读：Nature：复杂大脑中的简单数学）研究人
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Cell子刊惊人发现：睡眠可以逆转记忆缺陷
生物通报道：Current Biology杂志的一项最新研究表明，每天多睡一会儿有望逆转记忆缺陷。科学家们通过不同途径延长了记忆缺陷果蝇的睡眠时间（每天多睡三、四个小时），结果这些果蝇在记忆测试中的表现恢复正常。过去人们大多是通过剥夺睡眠来研究睡眠的意义，因为促进果蝇睡眠并不容易。华盛顿大学的Paul Shaw一直在寻找这样的药物，2010年他在一次研讨会上看到了GABA-A激动剂gaboxadol。Shaw及其同事选择了经典的果蝇记忆突变体dunce和rutabaga，通过三种相互独立的途径延长果蝇睡眠：激活背侧扇形体（dorsal fan-shaped body），增加dFabp（Fatt
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Science揭开大脑静息状态下功能网络的秘密
之前的成像研究表明，当大脑处于静息状态时，不同的脑区共同形成网络，但这种功能连接背后的分子机制并不清楚。如今，斯坦福大学医学院领导的研究团队鉴定出一组共136个基因，其表达似乎协调了不同脑区的活动。这项成果发表在6月12日的《Science》上。研究人员综合了磁共振成像的数据、艾伦脑科学研究所的芯片数据，以及IMAGEN联盟的全基因组SNP数据，来探索这些网络的分子机制。这篇文章的资深作者，斯坦福大学的神经学副教授Michael Greicius表示：“许多人对静息状态下的网络活动持怀疑态度。我们希望深入挖掘，了解这些成像结果的分子基础，这表明大脑即使在休息时也保持了其精确的功能性网络结构。”
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甜味剂，骗过了舌头骗不过大脑
生物通报道：明明吃了一整袋低卡饼干，结果15分钟后又在找东西填肚子，减肥时很容易遇到这样的尴尬。那么，低热量食品为什么不饱肚子呢？有一种理论认为，大脑指望从甜味食品中获得能量，这是进化形成的规则。因此，不含热量的人工甜味剂无法消除大脑的饥饿感。不过此前还没人知道，生物是如何区别真糖和人工甜味剂的。日前，密歇根大学的研究人员在果蝇大脑中找到了答案，这项研究发表在六月十一日的Neuron杂志上。果蝇和人类共享75%的致病基因，，“我们知道人类大脑可以看出真糖和假糖的区别，只不过还不了解其中的机制。果蝇分辨糖和人工甜味剂的基因很可能也在人类中起到了同样的作用，”文章第一作者助理教授Monica Du
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Cell：为什么睡得好，记忆就好
生物通报道 在话剧《麦克白》（Macbeth）中，莎士比亚将睡觉描述为是“每一天生命的死亡，”但他有可能搞错了。事实上，睡觉也许是让我们的记忆鲜活完整的原因之一（延伸阅读：纽约大学，北京大学Science揭示睡眠如何促进记忆 ）。来自佛罗里达州斯克里普斯研究所(TSRI)的一项新研究整合神经科学和心理学调查，揭示出睡眠比莎士比亚想象的要复杂的多。发表在《细胞》（Cell）杂志上的这项新研究表明，在动物模型中睡眠抑制了一些促进遗忘的神经细胞的活性，确保了至少有一部分记忆存留下来。论文的资深作者、TSRI神经科学系主任Ron Davis说：“许多科学家们都试图阐明我们的学习机制，以及我
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神经细胞对肥胖有何独特作用？
生物通报道：众所周知，体重增加是由我们进食和能量消耗之间的不平衡引起，但至今仍然不明确的是，神经系统在这种能量平衡的控制过程中发挥了什么作用。最近，来自美国佛罗里达斯克里普斯研究所（TSRI）的科学家，已经阐明了这个问题。延伸阅读：Cell子刊：科学家发现如何减肥的新线索。TSRI教授徐保济（Baoji Xu）带领了这项研究，他指出，这项研究发现了新的神经细胞群，它们调节食欲、生热作用及身体活动。他们认为，这些神经元可能是药物开发的靶标。这些研究结果提前在线发表于六月十一日的《Cell Metabolism》杂志。在这项新的研究中，徐教授和他的同事检测了几组神经元，它们在一个小的脑区内（下丘脑
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中科院学者Cell子刊点评神经系统环形RNA研究新发现
6月4日，国际学术期刊《分子细胞》（Molecular Cell）在线发表了中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所研究员陈玲玲和计算生物学研究所研究员杨力题为Gear up in circles的专评，对当期Molecular Cell 和4月刊Nature Neuroscience 上发表的两项“神经系统中环形RNA”的研究工作进行了点评和推荐。 真核生物蛋白编码基因在转录生成前体RNA后，通常会通过RNA剪接将含有蛋白编码信息的外显子序列顺序地连接在一起，形成成熟的线形mRNA分子。有意思的是，在真核生物体内还存在特殊的反向剪接反应(back splicing)，使得
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Cell惊人发现：是谁操控了性行为？
生物通报道 每个人都知道，在你已经饱食一顿之后一盘食物通常看起来也就没有那么美味了。可以想象一下，实际上是你的内部状态造成了你对食物视而不见。在一项新研究中，斯克里普斯研究所(TSRI)的科学家们发现雌鼠存在这种状态特异性的气味“失嗅”。他们的研究证实，当雌鼠处于发情间期——生殖周期的性不活跃期时它们无法感知到雄鼠的气味。研究人员发现发情间期，雌鼠鼻子中的一些受体实际上阻止了雄性气味分子信号到达大脑。这种感觉缺失直接影响了小鼠的行为。可重复使用耗材的全新Countess II自动细胞计数仪 免费申请Demo！ 新研究的领导者、Dorris神经科学中心成员及副教授Lisa Stowe
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eLife解决表观遗传学记忆的重要争论
生物通报道：JIC（John Innes Centre）的科学家们对模式生物拟南芥进行研究，揭示了细胞对过去事件的记忆，解决了有关表观遗传学记忆的重要争议。人们很早就发现，低温处理一段时间可以促使植物提前开花，这一现象被称为春化作用。这是因为低温条件抑制了FLC基因的表达，而FLC基因是阻止植物开花的重要刹车。植物会通过表观遗传学途径“记住”这一抑制水平，在正确的时间开花。许多生物的DNA围绕着组蛋白形成核小体，进而紧密包装成染色质。此前的研究表明，低温能诱导蛋白复合体PRC2（Polycomb Repressive Complex 2）给FLC基因添加组蛋白化学修饰，这种修饰与FLC抑制水平
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影响记忆和情绪的干细胞
生物通报道：大脑是如何调节记忆和情绪的？最近，由于两种不同类型干细胞的发现，科学家们对此有了更进一步的了解。相关研究结果发表在五月二十七日的《Journal of Neuroscience》。延伸阅读：Nature：大脑恐惧记忆从何而来？。 在这项研究中个，昆士兰大学的研究人员在海马体中发现了两种干细胞，海马体是对学习和记忆非常关键的大脑区域。该研究的第一作者Dhanisha Jhaveri博士称，昆士兰脑研究所（QBI）的研究人员已经首次分离得到了这些细胞的纯群体。 这一发现可能对于学习和情绪有关的疾病治疗，有着深远的影响。Jhaveri博士说，我们发现的这些干细胞，可产生新的神经元。
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