-
深度解析人类小脑发育:探寻心室区衍生神经元的奥秘及意义
小脑的心室区(VZ)是产生小脑 GABA 能神经元(包括浦肯野细胞PCs和中间神经元INs )的祖细胞的主要来源。本研究通过转录组学和组织病理学分析,详细描述了人类小脑 GABA 能神经发生过程,揭示了与啮齿动物相比保守和独特的特征。研究表明,神经发生的顺序在受孕 8 周前是保守的。值得注意的是,PCs的分化发生在外侧脑室下区SVZ,这是小鼠小脑中不存在的区域。人类PCs在大脑皮层组织发生开始前的短短两周内产生。一部分人类PCs在离开VZ数周后仍保留增殖标记物的表达,这在啮齿动物中并未观察到。人类PCs的成熟过程漫长,在整个发育过程中经历广泛的迁移和重组,树突分支在妊娠晚期发育。研究定义了从神
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-04-19
-
大麻素 1 型受体(CB1-R)激动剂重塑睡眠振荡活动,揭示睡眠与精神病理联系
研究表明,大麻素 1 型受体(CB1-R)激动剂对睡眠期间的振荡活动有着显著影响。CB1-R 的激活会极大地重构睡眠的活跃阶段,即富含纺锤波的中间睡眠(IS)与以 θ-γ 波为主导的快速眼动睡眠(REMS)之间的联系。此前有报道称,在大鼠清醒探索时,CB1-R 的激活会抑制 θ 波和快 γ 波活动,而此次研究发现,大麻在睡眠期间同样会从根本上改变大脑的网络活动。在快速眼动睡眠(REMS)中,显著的 θ 波节律存在;而在中间睡眠(IS)期间,快速振荡则以规则的睡眠纺锤波序列形式出现,这两种睡眠状态都与做梦和记忆巩固有关。CB1-R 激动剂破坏了这些正常机制,重构了 IS-REMS 阶段;IS 阶
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-04-19
-
大脑如何 “记住” 熟悉的声音:个人熟悉语音的神经表征优势
研究背景人类的声音在交流中具有高度灵活性,但也因声学变异性大带来感知挑战。识别个体声音需克服说话者内部的变异性,而熟悉度对这一过程有重要帮助。以往研究虽有涉及,但未明确说话者内部变异性在塑造声音(或面孔)表征中的作用,且未操纵熟悉度变量。本研究旨在解决两个关键问题:一是大脑对语音身份的表征是否符合 “聚合”(telling together)和 “区分”(telling apart)的理论框架;二是说话者熟悉度如何影响大脑对语音身份的反应模式。研究方法参与者:27 名成年参与者完成了行为和 fMRI 实验,其中 1 名参与者的数据因 fMRI 采集和扫描任务表现问题被排除,最终分析样本包含 2
来源:Current Biology
时间:2025-04-19
-
自然视觉刺激下小鼠初级视皮层丘脑-皮层动态环路模式的振荡爆发特征解析
自然视觉刺激诱导的视网膜拓扑特异性振荡在哺乳动物前脑中,快速振荡动态是神经活动的重要特征,反映在局部场电位(LFP)中。这项研究利用艾伦神经像素视觉编码项目的数据,发现自然视觉刺激中的局部特征能在小鼠初级视皮层(V1)诱导出具有视网膜拓扑特异性的多频段振荡。这些特征特异性振荡与独特的跨层尖峰-相位耦合模式相关,构成了可能支持复杂视觉信息并行处理的动态环路基序。窄带γ振荡与局部亮度的关联研究首先聚焦于V1第4层(L4)的窄带γ振荡(NB-gamma, 50-70 Hz)。通过分析全屏均匀闪光刺激,确认NB-gamma在L4最强,其功率快速跟踪全屏亮度的变化:明亮闪光引起瞬时增加,黑暗闪光则导致降
-
γ-氨基丁酸激活的五聚体氯离子通道BEST1的发现及其门控机制解析
在神经科学领域,γ-氨基丁酸(GABA)作为中枢神经系统最重要的抑制性神经递质,其信号传递主要通过两类经典受体:G蛋白偶联受体GABAB和五聚体氯离子通道GABAA。最新突破性研究发现,bestrophin-1(BEST1)这种在视网膜等组织表达的氯离子通道,竟也能被细胞外GABA特异性激活。研究人员采用冷冻电镜技术解析了人类和鸡源BEST1的原子分辨率结构,发现GABA结合位点位于通道胞外侧入口处,通过变构效应稳定了中央门控区"颈部(the neck)"的开放构象。有趣的是,这个门控区域同时也是细胞内钙离子(Ca2+)的调控靶点,表明BEST1具有独特的双向配体调控特性。虽然BEST1与GA
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-04-19
-
综述:太空探索中的大脑:微重力和宇宙辐射对中枢神经系统(CNS)的影响
一、太空探索的现状与挑战太阳系探索是人类的伟大事业,几十年来,各太空机构一直在规划载人登月和火星任务。然而,太空环境中的多种因素,尤其是微重力和宇宙辐射,给人类探索者的健康带来了风险。在太空飞行期间,宇航员会持续暴露在这些环境压力源下,因此研究它们对人体的影响至关重要,其中对中枢神经系统(CNS)的影响备受关注。二、微重力对中枢神经系统的影响对大脑应对策略的挑战:微重力环境与地球重力环境截然不同,这使得大脑接收的感官信息发生改变。在地球上,重力是一种稳定的刺激,大脑据此协调身体的运动和方向感知。但在微重力环境中,这种稳定的重力刺激消失,大脑需要开发新的适应性运动和定向策略来应对感官信息的变化。
来源:Nature Reviews Neuroscience
时间:2025-04-19
-
基于异突触可塑性的神经网络进化学习:解锁大脑智能训练新范式
在神经科学和人工智能领域不断交叉融合的当下,理解大脑如何学习和优化神经网络一直是研究的热点与难点。传统的神经网络训练方法,如基于随机梯度下降的反向传播(BP)算法,虽然在机器学习中取得了广泛应用,但在处理生物物理神经元模型时却面临诸多挑战。生物物理神经元模型具有高度复杂的动态特性,其电压和状态变量的 “尖峰” 现象导致模型呈现多维度非线性,这使得 BP 算法在训练过程中容易出现数值不稳定和梯度消失或爆炸等问题。而且,BP 算法中误差信号的反向传播方式在生物学上也缺乏合理性,与大脑中神经元的实际运作机制存在差异。因此,寻找一种更符合生物学原理、更高效稳定的神经网络训练方法迫在眉睫。为了攻克这些难
来源:iScience
时间:2025-04-19
-
星形胶质细胞 FABP5:中枢突触逆行内源性大麻素转运的关键 “摆渡人”
在神奇的大脑世界里,神经元之间的 “交流” 至关重要,而内源性大麻素(eCBs)就是其中重要的 “信使” 之一。eCBs 中的 2 - 花生四烯酸甘油(2-AG)和花生四烯乙醇胺(AEA)作为内源性脂质激动剂,能与大麻素受体结合,调控一系列行为和生理功能。当神经元被激活时,2-AG 会从突触后神经元合成并释放出来,像一个逆行的 “小邮差”,激活突触前大麻素受体 1(CB1R),从而调节突触传递。比如,它能介导去极化抑制(DSI)和去极化兴奋(DSE)等突触可塑性过程。不过,目前关于 eCBs 在突触间转运的机制却迷雾重重。由于 eCBs 具有亲脂性,在水性环境中扩散受限,而 2-AG 在突触后
来源:iScience
时间:2025-04-19
-
人源成年肌肉型烟碱受体静息与脱敏状态的结构解析及先天性肌无力综合征变异机制研究
研究背景烟碱型乙酰胆碱受体(AChR)作为神经肌肉接头(NMJ)的关键信号分子,是由α2βδε亚基组成的五聚体配体门控离子通道(pLGIC)。其功能异常会导致先天性肌无力综合征(CMS),全球发病率约2-22例/百万。尽管Torpedo电鳐和牛源AChR结构已有报道,但人源结构长期缺失,而92%的序列相似性可能掩盖物种间功能差异。静息态结构解析研究团队通过构建稳定表达人源α2βδε AChR的细胞系,利用冷冻电镜分别解析了DDM去垢剂(2.96 Å)和纳米盘(2.48 Å)重构的αBuTx结合静息态结构。受体呈现经典的顺时针排列(α-β-δ-α-ε),其中αBuTx通过R36与αY198形成阳
来源:Cell Reports
时间:2025-04-19
-
可溶性重组 tau 聚集体对体内突触可塑性的不同破坏作用:阿尔茨海默病研究新突破
在神经科学领域,阿尔茨海默病(AD)一直是困扰科学界的难题。它是导致老年人进行性痴呆的最常见原因,全球有超过 5500 万人受其影响,AD 病例占所有痴呆病例的 60 - 70%。其神经病理特征包括细胞外淀粉样 β(Aβ)肽形成的斑块、神经元内错误折叠的 tau 蛋白聚集形成的神经原纤维缠结(NFTs)以及慢性脑部炎症。以往研究表明,NFTs 的严重程度与痴呆的严重程度呈正相关,但神经元在含有 NFTs 的情况下仍能存活多年,这意味着细胞内的 NFTs 可能并非导致神经元损伤的主要 tau 种类。近年来,越来越多的研究发现,tau 寡聚体这种小而可溶的形式可能比 NFTs 更具危害性,它在突触
来源:Molecular Brain
时间:2025-04-19
-
周细胞炎症反应的年龄与物种异质性:人类细胞模型的重要性
脑内的周细胞(Pericytes)如同微型"守门人",紧密包裹在毛细血管周围,不仅维持血脑屏障(Blood-Brain Barrier, BBB)的完整性,还调控脑血流和免疫反应。然而随着年龄增长,这些细胞功能逐渐衰退,可能引发慢性神经炎症,进而加速阿尔茨海默病等神经退行性疾病进程。目前关于周细胞的研究大多依赖小鼠模型,但人类与啮齿类动物在免疫调节机制上存在显著差异——比如人类巨噬细胞的NO合成酶(NOS2)调控就与小鼠不同。更棘手的是,许多研究使用易获取的新生儿小鼠周细胞,但其与成年人类细胞的生理差异长期被忽视。这种模型选择偏差可能导致研究成果难以转化到临床应用。为解决这一难题,奥克兰大学的
来源:Molecular Brain
时间:2025-04-19
-
性别与绝经状态如何影响脑干连接性:雌激素的潜在作用
在人体这座神秘的 “城堡” 中,大脑无疑是最核心的 “指挥中心”,而脑干核则像是隐藏在城堡深处的关键 “小助手”,虽然体积不大,却对整个大脑有着强大的影响力。它们在调节大脑功能和疼痛感知等方面发挥着至关重要的作用。然而,目前关于性别差异以及绝经对脑干连接性的影响,我们的了解还十分有限。特别是在人类研究方面,许多问题如同迷雾一般尚未解开。例如,女性为何在慢性疼痛和情绪障碍方面的风险更高?绝经又会如何改变大脑的这些功能?为了驱散这些迷雾,来自美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的研究人员展开了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《Biology of Sex Differences》杂志上,为我们揭示
来源:Biology of Sex Differences
时间:2025-04-19
-
解锁 EAAT3 底物识别结构密码:探秘神经与代谢疾病的关键转运蛋白
### 研究背景兴奋性氨基酸转运体(EAATs)属于溶质载体 1(SLC1)家族,能利用离子梯度将底物转运进细胞。人体内有 5 种 EAAT 亚型,各自功能和表达部位不同。其中,EAAT3 在神经元及多种外周组织中表达,它不仅能转运 L - 谷氨酸(L-Glu)、L - 天冬氨酸(L-Asp)和 D - 天冬氨酸(D-Asp),还是唯一能高效转运 L - 半胱氨酸(L-Cys)的亚型。L-Cys 对神经元意义重大,它是抗氧化剂谷胱甘肽(GSH)合成的关键前体,能保护神经元免受氧化应激损伤。同时,它还参与生成气体信号分子硫化氢(H2S),对蛋白质的翻译后修饰有重要作用。一旦 EAAT3 功能出现
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-04-19
-
Mapping global brain reconfigurations following local targeted manipulations:揭示局灶性干预下全脑重构机制,助力精准神经调控
研究背景与目的在神经科学研究中,探究局部脑区干预如何影响全脑动力学对理解神经功能和设计治疗策略至关重要。大脑是一个复杂系统,局部刺激或损伤会引发扩散性抑制(diaschisis)现象,即局部变化可导致远隔脑区活动改变。此前研究发现,靶向神经元沉默对功能连接(FC)的影响存在不一致的结果,其机制尚不明确。本研究基于局部和全球大脑活动相互依赖的假设,通过小鼠实验和计算模型研究局部神经元干预的全球效应。实验设计研究使用两个独立的纵向功能磁共振成像(fMRI)数据集,分别来自丘脑损伤(“Lesion” 数据集)和皮质枢纽化学遗传学沉默(“DREADD” 数据集)的小鼠实验。在 “Lesion” 实验中
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-04-19
-
AAV 载体在中枢神经系统中的 “双面性”:免疫反应与神经毒性机制探索
基因治疗作为一种新兴的治疗手段,为许多疑难杂症带来了新的希望,尤其是腺相关病毒(AAV)载体介导的基因治疗,在遗传神经系统疾病的治疗方面展现出了一定的潜力。然而,就像一把双刃剑,在临床试验中,AAV 载体虽然取得了一些令人鼓舞的成果,但同时也暴露出了剂量依赖性的不良事件。这些不良事件的出现机制一直如同迷雾,笼罩在科研人员心头,严重阻碍了 AAV 载体基因治疗的进一步发展。为了驱散这层迷雾,来自多个研究机构的科研人员,包括 San Raffaele Telethon Institute for Gene Therapy 等,展开了深入的研究。他们的研究成果发表在了《Nature Communic
来源:Nature Communications
时间:2025-04-19
-
构建 3D 人神经血管单元模型,探秘单纯疱疹病毒性脑炎神经发病机制
在神秘的人体世界里,大脑宛如一座精密而复杂的城堡,其中的神经血管单元(NVU)就像城堡中各个紧密协作的区域,维持着大脑的正常运转。单纯疱疹病毒性脑炎(HSE),作为最常见的非流行性病毒性脑炎,如同潜伏在城堡中的 “敌人”,给大脑带来严重威胁。90% 以上的成人 HSE 由 HSV-1 引发,尽管抗病毒药物阿昔洛韦的使用降低了死亡率,但多数幸存者仍饱受永久性神经后遗症的折磨,而且 HSV-1 感染还可能是阿尔茨海默病的潜在风险因素。目前,有效预防 HSV-1 的疫苗尚未问世,阿昔洛韦也面临病毒耐药问题。在研究 HSE 的道路上,现有的动物模型和类器官模型都存在不足。小鼠模型由于物种差异,实验结果
来源:Nature Communications
时间:2025-04-19
-
基于RABV-G-LT双免疫原mRNA疫苗的狂犬病毒高效清除与免疫保护机制研究
狂犬病仍是全球最致命的传染病之一,死亡率接近100%。尽管现有灭活疫苗有效,但繁琐的接种程序(如5针Essen方案)和高昂的暴露后预防成本,使发展中国家难以普及。更棘手的是,传统疫苗主要依赖糖蛋白(RABV-G)诱导中和抗体,而忽视了对清除病毒感染细胞至关重要的T细胞免疫。随着mRNA技术发展,虽然已有CV7201等靶向RABV-G的mRNA疫苗进入临床试验,但如何通过多靶点协同提升免疫效果仍是未解难题。上海公共卫生临床中心徐建青团队创新性地将目光投向狂犬病毒保守的大蛋白(L protein)。通过生物信息学分析PM1503等5个毒株的L蛋白序列,团队预测出覆盖90%人群HLA-I/II超型的
来源:Communications Medicine
时间:2025-04-19
-
超越神经质:人格特质与内化心理病理学的中介因素 —— 一项纵向研究
在心理学研究领域,人们一直对人格特质与心理健康之间的关系充满好奇。神经质作为一种重要的人格特质,被认为是许多心理病理状况的潜在诱因。以往研究虽探讨过神经质影响心理病理的中介关系,但存在局限,未能充分考虑随时间发生的变化。这就好比在探索一条复杂的心理迷宫时,之前的研究只是简单地绘制了部分路线图,遗漏了关键的动态变化信息。为了深入了解神经质与心理病理学之间的潜在机制,来自罗马尼亚西部大学蒂米什瓦拉分校(West University of Timisoara)和奥拉迪亚大学(University of Oradea)的研究人员开展了一项重要研究。这项研究发表在《BMC Psychology》杂志上
来源:BMC Psychology
时间:2025-04-19
-
神经解剖学与功能神经影像学的融合:Rudolf Nieuwenhuys晚年研究对皮质微结构解析的突破性贡献
在神经科学领域,人类大脑皮质的精细分区始终是理解认知功能神经基础的核心挑战。传统基于尸体标本的细胞构筑图谱(如Brodmann分区)与新兴活体神经影像数据间存在显著鸿沟,尤其当高场强7特斯拉(T)磁共振成像(MRI)开始揭示活体皮质微结构细节时,这种矛盾更为凸显。2010年左右,德国马普所人类认知与脑科学研究所的Robert Turner与Stefan Geyer发现7T MRI可清晰显示灰质髓鞘分布特征,这促使他们启动《人脑皮质微结构分区》专著项目,试图整合百年神经解剖学成果与现代影像技术。为追溯皮质分区研究的学术脉络,研究团队特邀已退休的荷兰神经解剖学泰斗Rudolf Nieuwenhuy
来源:Brain Structure and Function
时间:2025-04-19
-
大脑感知假性忽视相关功能神经影像任务的元分析:揭示右半球优势网络机制
大脑在空间和(或)注意力任务中右半球优势的主要证据来自空间忽视患者的病变研究。然而,不同形式忽视的神经解剖仍存在争议,忽视功能障碍与正常神经过程之间的关系也尚不明确。在健康大脑中,感知假性忽视被认为是与特定亚型忽视互补的现象,比如在直线平分任务中可观察到。因此,本研究通过元分析探究感知假性忽视的完整功能解剖,以弥补单个成像研究的局限性。研究人员整理了 24 篇文章的数据,这些文章测试了 952 名参与者,采用了地标任务、直线平分任务、光栅量表任务和数字线任务等多种范式,共获得 337 个焦点。利用激活可能性估计(ALE),研究人员识别出一个右半球偏向的皮质区域网络,包括顶叶上区和顶叶内区、枕内
来源:Experimental Brain Research
时间:2025-04-19