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  • 小鼠皮层细胞的高效分类:基于胞周超微结构的系统性研究

    哺乳动物新皮层包含高度多样化的细胞类型,传统上通过分子、电生理和形态学方法进行分类。然而,在包含数万个神经元的电子显微镜(EM)数据中,由于大多数细胞重建不完整,准确分类成为重大挑战。Allen研究所的Leila Elabbady团队在《Nature》发表的研究,通过分析小鼠视觉皮层立方毫米体积中近10万个细胞的胞周区域(包括胞体、核膜折叠和突触密度等15μm范围内的超微结构特征),建立了不依赖完整轴突/树突重建的细胞分类新范式。研究团队首先利用MICrONS数据集(1.1mm×800μm×600μm的小鼠视觉皮层连续切片EM数据),开发了自动化特征提取流程:1)核特征(体积、膜折叠比例);2

    来源:Nature

    时间:2025-04-10

  • 《Nature》神经网络活动基础模型成功预测新刺激类型的响应机制

    神经科学领域长期面临一个核心挑战:如何从复杂的神经环路中解码大脑的智能算法。尽管深度学习模型已能模拟脑活动,但其泛化能力受限,难以适应新刺激类型。这一问题在视觉皮层研究中尤为突出——传统模型对自然视频的响应预测尚可,但遇到合成或参数化刺激(如Gabor斑、随机点阵)时表现骤降。此外,跨个体、跨脑区的神经活动差异使得模型难以通用化。为突破这些限制,来自Baylor College of Medicine的Eric Y. Wang团队联合MICrONS联盟,在《Nature》发表了开创性研究。他们构建了首个小鼠视觉皮层基础模型,通过整合大规模数据集(8只小鼠、900分钟记录、66,000神经元),

    来源:Nature

    时间:2025-04-10

  • 《Nature》小鼠视觉皮层Sst转录组预测类型的连接组学研究揭示抑制性神经元亚型特异性连接规则

    大脑神经环路的精密功能既取决于组成细胞类型,也依赖于它们之间的特异性连接。在复杂的小鼠视觉皮层网络中,抑制性神经元如同交响乐团的指挥家,精准调控信息流动的节奏与方向。然而长久以来,科学家们面临一个关键难题:如何将分子定义的细胞类型与其特定的连接模式对应起来?传统单模态研究方法如同盲人摸象——Patch-seq技术虽能同时获取单个神经元的形态、电生理和转录组数据,却无法解析突触连接;而大规模电镜(EM)虽能绘制突触级精度的连接图谱,又缺乏分子标记信息。为破解这一困局,Allen Institute等机构的研究团队开创性地开发了跨模态整合分析方法。研究人员首先利用Patch-seq建立的28种抑制

    来源:Nature

    时间:2025-04-10

  • 《Nature Methods》CAVE:神经连接组注释版本控制引擎,开启大规模神经连接组学研究新征程

    在生命科学的微观世界里,对大脑神经连接的探索一直是科学界的热门话题。随着电子显微镜技术的进步,我们如今能够获取大规模且注释丰富的神经连接组数据集。这些数据集犹如一把把钥匙,有望解锁大脑神经回路的奥秘。然而,在这一探索过程中,诸多难题也接踵而至。在大规模数据校对方面,手动校对自动化分割结果不仅耗时久,可能长达数年,而且在协作过程中,现有工具和工作流程仅支持校对完成后的静态导出,无法满足科学家们在数据持续变化时进行即时分析的需求。同时,分析校对过程中的数据也面临挑战,每一次校对编辑都会改变细胞标签和超微结构特征的分配,这就需要重新计算神经元的形态特征,而传统系统难以应对这一复杂任务。正是在这样的困

    来源:Nature Methods

    时间:2025-04-10

  • “隐形斗篷”加持的人类干细胞衍生神经移植物:在啮齿类模型中实现功能整合与免疫逃逸的突破性研究

    工程化干细胞构建免疫隐形屏障研究人员采用转座子系统将8个关键免疫调节基因(PDL1/CD200/CD47/HLA-G/FASLG/SERPINB9/CCL21/MFGE8)导入H1-FS人胚胎干细胞系,创建了H1-FS-8IM克隆。qPCR证实该细胞系在未分化状态和分化为腹侧中脑多巴胺(vmDA)神经元后均维持高表达水平。三系分化实验和畸胎瘤形成验证了其多能性,而特异性分化方案成功诱导出OTX2+FOXA2+神经前体细胞,最终获得功能成熟的酪氨酸羟化酶(TH+)神经元。免疫细胞攻击的完美规避体外共培养实验揭示惊人发现:与亲本H1-FS细胞相比,H1-FS-8IM衍生的神经元可使异体PBMC中C

    来源:Cell Stem Cell

    时间:2025-04-10

  • 计算机视觉引导的小鼠颅骨显微手术:快速精准自动化的突破

    在神经科学的研究进程中,小鼠和大鼠等啮齿动物模型成为探索大脑奥秘的重要 “窗口”。科研人员常需移除其颅骨,插入神经探针来记录、成像和干扰神经活动,以深入探究大脑的复杂机制。近年来,超宽场成像系统的问世,促使研究人员尝试进行更大范围的颅骨切开术,以便对大脑进行更全面的观察和研究。然而,传统的颅骨切开术面临诸多挑战。一方面,手术操作难度极高,需要医生具备精湛的技巧、花费大量时间,且稍有不慎就可能损伤大脑和硬脑膜。另一方面,现有的颅骨切开术缺乏标准化的自动化流程,不同医生的操作水平差异较大,学习曲线也各不相同。此外,在自动化颅骨移除过程中,准确估计颅骨厚度至关重要,但以往的方法要么容易出现误判,要么

    来源:SCIENCE ADVANCES

    时间:2025-04-10

  • MyoGestic:开启神经损伤患者多维度运动功能解码新时代

    在全球,脊髓损伤(Spinal Cord Injuries,SCIs)、中风和截肢等状况给众多患者的生活带来极大困扰。全球有 2064 万脊髓损伤患者、数十万脊髓中风患者以及 223 万单侧肢体截肢患者,他们失去了肢体运动功能,生活质量严重下降。目前,基于肌电图(Electromyography,EMG)的解码系统存在诸多问题。高端 EMG 设备虽记录能力强,但体积庞大,不适合日常使用;便携式无线系统缺乏模块化软件,难以直观有效地连接脊髓输出,且软件解码的运动维度有限,模型无法很好地适配患者个体需求。为了攻克这些难题,来自 Friedrich - Alexander-Universität E

    来源:SCIENCE ADVANCES

    时间:2025-04-10

  • 工作记忆资源分配的神经机制:前额叶皮层通过增益调控塑造视觉皮层表征

    在认知科学的探索中,工作记忆(Working Memory, WM)如同大脑的临时白板,但其有限的容量始终困扰着研究者。当人们需要同时记住多个信息时,为何能优先处理重要内容?这一现象背后隐藏着怎样的神经机制?传统研究多聚焦于单一记忆项的神经表征,而对多项目优先级差异的动态调控机制知之甚少。纽约大学的研究团队在《SCIENCE ADVANCES》发表突破性成果,通过创新性计算神经影像方法,首次实现双记忆项神经响应的同步解码与分离。研究采用fMRI结合记忆引导眼动任务,要求受试者记忆两个不同优先级的空间位置,利用群体感受野(pRF)建模定位视觉皮层、顶叶和前额叶的关键脑区,开发贝叶斯解码器解析神经

    来源:SCIENCE ADVANCES

    时间:2025-04-10

  • 核孔复合体:守护核膜完整性的关键防线 —— 探究 Nup133 缺失影响及潜在机制

    在微观的细胞世界里,细胞核如同一个神秘的 “指挥中心”,储存着遗传物质,对细胞的生存起着至关重要的作用。而核膜,就像是 “指挥中心” 的坚固城墙,将细胞核与细胞质分隔开来,保护着遗传物质的安全。核孔复合体(NPC)则是镶嵌在这堵城墙上的 “特殊通道”,负责调控细胞核与细胞质之间的物质交换,对于真核生物来说,它的正常运作不可或缺。然而,近年来科学家们发现,NPC 的中央支架成分发生突变时,会引发一系列遗传疾病。令人困惑的是,这些突变为何只在特定组织中表现出病症,这一问题就像一团迷雾,笼罩在科研人员的心头。以 Nup133 缺陷的小鼠胚胎干细胞(mES)为例,在多能性阶段,它能正常生长,可一旦分化

    来源:Nature Cell Biology

    时间:2025-04-10

  • 瑞戈非尼联合阿维鲁单抗治疗晚期胃肠胰神经内分泌肿瘤:探索新希望与潜在生物标志物

    胃肠胰神经内分泌肿瘤(GEP-NENs)是一类异质性肿瘤,治疗选择有限。这项 2 期贝叶斯研究评估了多激酶抑制剂瑞戈非尼(regorafenib)和程序性死亡 1(PD1)配体 1 抑制剂阿维鲁单抗(avelumab)联合,用于经先前治疗进展后的晚期 2 - 3 级高分化 GEP 神经内分泌肿瘤或 3 级 GEP 神经内分泌癌的疗效。共招募 47 名参与者,42 名可评估疗效。参与者接受瑞戈非尼(每天 160mg)和阿维鲁单抗(10mg/kg,每两周一次),28 天为一个周期。主要终点,根据实体瘤疗效评价标准 1.1 版,6 个月客观缓解率为 18%(95% 置信区间:8 - 31%),无进展

    来源:Nature Cancer

    时间:2025-04-10

  • 缰核 - 脚间核 - 中缝核通路:调控小鼠社会优势冲突结果的神经密码

    研究背景在哺乳动物中,缰核(Hb)是进化上保守的背侧间脑传导系统的一部分,连接边缘前脑和中脑。外侧缰核(LHb)在厌恶强化学习和精神疾病发病机制中起重要作用,而内侧缰核(MHb)的作用相对未被充分阐明。在斑马鱼中,Hb 与 IPN 的神经解剖结构和功能与哺乳动物高度保守,且参与社会冲突的调节。本研究旨在探讨小鼠中 vMHb - c/rIPN 通路是否与斑马鱼中 dHbM - v/iIPN 通路一样,在社会冲突中发挥驱动失败行为的作用,并研究其潜在机制。实验方法基因编辑小鼠构建:通过杂交Gpr151 - Cre转基因小鼠和ChAT floxed 小鼠,构建条件性ChAT敲低(cCKD)小鼠,使

    来源:Current Biology

    时间:2025-04-10

  • 单细胞神经元投射组揭示小鼠大脑躯体感觉上行通路的组织架构 —— 为解析躯体感觉神经回路提供新视角

    躯体感觉信息从脊髓传递到大脑的多模态中继过程,对于感觉感知起着关键作用,然而其潜在的神经回路组织却仍不明确。研究人员以单细胞分辨率重建了小鼠颈脊髓投射神经元(SPNs),并识别出 19 种由投射组定义的亚型,这些亚型展现出多样的投射模式。同时,研究人员还对接收脊髓直接输入的中枢中继神经元进行了全脑轴突投射的单细胞分辨率重建。研究发现,脊髓投射神经元和中枢中继神经元存在平行、发散和汇聚的投射模式。这些结果揭示了将脊髓信息传递到大脑皮层的多种通路。此外,研究人员还识别出平行的外侧和内侧脊髓 - 上丘 - 脑干通路,它们可能分别参与定向和防御行为。这些数据使得研究人员能够构建出具有投射组定义亚型分辨

    来源:Neuron

    时间:2025-04-10

  • 解析儿童社交互动感知发展:神经机制探索与科研新启示

    在我们生活的复杂社会中,理解他人之间的社交互动是一项必备技能,哪怕是小孩子也需要具备这种能力。想象一下,小朋友在幼儿园里,要通过观察其他小朋友的互动,才能决定自己是加入游戏,还是在一旁观看。但目前,科学家们对于儿童这种复杂社交感知能力是如何随着年龄增长而发展的,还没有完全弄清楚。尤其是在神经层面,大脑是怎样对社交互动产生反应的,更是存在很多疑问。为了解开这些谜团,来自国外的研究人员 Im、Shirahatti 和 Isik 开展了一项关于儿童社交互动感知发展的研究,该研究成果发表在《TRENDS IN Neurosciences》上。研究人员用到的主要关键技术方法有:从公开数据集中获取 122

    来源:TRENDS IN Neurosciences

    时间:2025-04-10

  • 帕金森病患者言语生成中,丘脑底核与皮层的神秘 “对话”—— 解析言语准确性的神经密码

    在日常生活中,人们说话既准确又迅速,这背后涉及到大脑中复杂的神经网络协作。其中,皮质 - 基底神经节网络在言语产生中起着重要作用。然而,目前对于皮质与基底神经节之间如何相互作用,以及基底神经节对言语的具体贡献,我们了解得还不够深入。尤其是在帕金森病(PD)患者中,虽然丘脑底核(STN)的深部脑刺激(DBS)能改善部分运动症状,但对言语的影响却各不相同,这使得深入探究两者关系变得更加迫切。为了揭开这些谜团,来自美国麻省总医院、哈佛医学院等机构的研究人员开展了相关研究,研究成果发表在《Nature Communications》上。研究人员采用了多种关键技术方法。他们在 24 名接受 STN -

    来源:Nature Communications

    时间:2025-04-10

  • 神经网络学习分类任务中的编码机制:探索权重缩放与神经元非线性的奥秘

    在深度学习领域,神经网络展现出强大的能力,能够从训练数据中学习有用的表示并进行泛化。然而,尽管神经网络的每个细节都清晰可及,任务也明确,但神经元如何协同解决任务仍是未解之谜。从理论角度来看,关于表示学习存在诸多基础问题,例如从数据中提取哪些特征,以及这些特征如何在神经元中表示。同时,神经网络在过参数化(overparameterized)状态下仍能泛化,这也引发了关于隐式和显式正则化对权重空间影响的疑问。为了深入探究这些问题,来自哈佛大学(Harvard University)和希伯来大学(Hebrew University)的研究人员展开了研究,相关成果发表在《Nature Communic

    来源:Nature Communications

    时间:2025-04-10

  • 自然语言处理模型揭示人类对话中神经动态的奥秘

    人类对话是信息传递的核心方式,但大脑如何动态协调语言生成(speech production)与理解(speech comprehension)的神经机制仍是未解之谜。传统研究受限于实验设计的简化(如预设句子或单向任务),难以捕捉自然对话中快速角色转换(turn-taking)和上下文依赖的神经活动。此外,现有技术如功能磁共振成像(fMRI)缺乏毫秒级时间分辨率,而脑电图(EEG)又难以定位深层脑区。这些局限促使研究人员探索更接近真实交流场景的研究范式。来自美国哈佛医学院等机构的研究团队通过颅内脑电图(sEEG)记录14名癫痫患者的神经活动,结合预训练自然语言处理(NLP)模型(如GPT-2和

    来源:Nature Communications

    时间:2025-04-10

  • 靶向 Tip60 HAT 激活剂:阿尔茨海默病治疗的新希望

    在老龄化加剧的当下,阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)如同一场悄然而至的 “大脑风暴”,给无数家庭和社会带来沉重负担。作为最常见的痴呆病因,AD 的治疗却一直深陷困境。目前,虽然基因疗法和药物研发不断推进,但能真正改变疾病进程的治疗方案仍难觅踪迹。许多研究聚焦于神经表观遗传异常,发现大脑中组蛋白乙酰化失衡在 AD 发病中起着关键作用。组蛋白乙酰化由组蛋白乙酰转移酶(histone acetyltransferase,HAT)和组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDAC)共同调控,二者的平衡一旦打破,就会导致染色质包装改变、转录失调,最终引发认知

    来源:Nature Communications

    时间:2025-04-10

  • 高糖环境下BV2小胶质细胞外泌体中亲环素A和C的神经炎症调控机制研究

    在糖尿病及其并发症的发展过程中,持续高血糖引发的神经炎症是导致认知功能障碍的关键因素。作为中枢神经系统的免疫哨兵,小胶质细胞在病理状态下会释放大量炎症介质,但其中亲环素家族蛋白(Cyclophilins, Cyps)的作用机制始终是未解之谜。更引人深思的是,这些具有肽酰脯氨酰顺反异构酶(PPIase)活性的蛋白质,究竟如何通过细胞外囊泡(EVs)这种新型通讯载体参与神经元的损伤过程?西班牙圣地亚哥德孔波斯特拉大学的研究团队通过一系列精巧实验,揭开了高糖环境下Cyps调控神经炎症的分子面纱。研究采用BV2小胶质细胞系和SH-SY5Y神经元模型,主要运用了以下关键技术:1) 高糖(25-50 mM

    来源:Molecular Neurobiology

    时间:2025-04-10

  • 印度人参(Withania somnifera)调节神经元线粒体功能的机制探索及其在神经保护中的关键意义

    在传统医学的漫长历史长河中,植物一直是人类探寻治疗疾病方法的宝库。印度人参(Withania somnifera),这种原产于印度次大陆的神奇植物,在阿育吠陀医学里有着举足轻重的地位。它被广泛用于治疗神经精神和神经退行性疾病,还能提升能量、增强抗压能力和改善整体健康状况 。然而,尽管它的应用历史悠久且疗效显著,但背后的作用机制却一直如同迷雾般,让科研人员难以捉摸。现代医学研究发现,线粒体功能障碍在神经精神和神经退行性疾病的发生发展过程中起着关键作用 。这一发现为解开印度人参的神秘面纱提供了新的线索。来自塔塔基础研究所(Tata Institute of Fundamental Research

    来源:Molecular Neurobiology

    时间:2025-04-10

  • 氧化型低密度脂蛋白(Ox-LDL)经 Fas/FADD 通路影响蛛网膜下腔出血预后:潜在治疗新靶点

    本研究旨在评估氧化型低密度脂蛋白(Ox-LDL)在动脉瘤性蛛网膜下腔出血(aSAH)患者临床预后中的作用,并在 aSAH 小鼠模型中探究其潜在机制。研究人员通过 ELISA 法测量了 50 名 aSAH 患者和 20 名对照患者的血浆 Ox-LDL 水平,并在出院 1 年后分析了 Ox-LDL 水平与神经功能之间的关联。通过尼氏染色(Nissl staining)和脑部评估研究了 Ox-LDL 对 aSAH 模型行为和神经损伤的影响。在 aSAH 细胞模型中进行 qRT-PCR、蛋白质免疫印迹法(Western blotting)和 FITC/PI 凋亡检测,以揭示 Ox-LDL 对神经元的影

    来源:Molecular Neurobiology

    时间:2025-04-10


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