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Male-male 竞争如何塑造果蝇配偶选择:神经机制与行为学启示
在奇妙的动物世界里,求偶行为一直是个充满奥秘的话题。就拿果蝇来说,它们的求偶过程看似简单,实则暗藏玄机。在自然环境中,果蝇常常聚集在发酵的水果上,这里可是个 “恋爱战场”,一只雌果蝇往往会被多只雄果蝇追求。以往的研究表明,在果蝇的求偶过程中,雄果蝇会通过复杂的行为展示来吸引雌果蝇,其中求偶歌曲被认为是关键因素,它能 “魅惑” 雌果蝇,促使其接受交配。然而,在这热闹的求偶场景背后,仍有许多未解之谜。比如,雌果蝇在面对多个追求者时,究竟是如何做出选择的?雄果蝇之间的竞争又对雌果蝇的选择产生了怎样的影响?这些问题就像一团团迷雾,笼罩着果蝇求偶行为的研究领域。为了揭开这些谜团,来自美国洛克菲勒大学(T
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重大发现!小鼠海马体至内嗅皮层双反馈通路,解锁记忆编码与回忆的神经奥秘
摘要我们的大脑将感官、认知和内部状态信息与记忆进行整合,以提取与行为相关的信息。皮层 - 海马体之间的相互作用可能在这种信息交互中发挥着介导作用,但其潜在的神经回路机制仍不明确。与内嗅皮层到海马体的神经通路不同,我们对海马体到皮层的反馈回路的结构和功能了解甚少。在本研究中,我们在小鼠身上发现了两条功能不同的并行海马体到内嗅皮层的反馈通路:一条是通过第 5 层的经典双突触通路,另一条是直接投射到第 2/3 层的新型单突触通路。回路映射显示,海马体的输入主要在第 5 层引发兴奋,但在第 2/3 层引起前馈抑制。当与皮层第 1 层的输入反复配对时,海马体在第 5 层的输入会发生同突触增强,而在第 2
来源:Nature Neuroscience
时间:2025-02-19
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Molecular signature of primate astrocytes reveals pathways and regulatory changes contributing to human brain evolution:探索灵长类星形胶质细胞演化奥秘,解锁人类大脑进化密码
大脑,这个人体最神秘的器官,蕴含着无数的奥秘,其进化历程更是科学界关注的焦点。星形胶质细胞(astrocyte)在大脑中起着至关重要的作用,它不仅支持血脑屏障,维持细胞外环境的稳定,还参与神经递质的代谢,对突触的形成、活动和消除都有影响,进而调控大脑的高级功能。然而,目前关于灵长类动物中星形胶质细胞的演化机制仍存在诸多疑问。比如,虽然知道星形胶质细胞在动物进化过程中发生了显著变化,人类的星形胶质细胞比啮齿动物和其他灵长类动物更大、更复杂,但基因表达变化与星形胶质细胞形态和功能的进化调控之间有怎样的联系?胎儿星形胶质细胞转录组在灵长类中的变化情况如何?人类与非人类灵长类(NHP)的星形胶质细胞调
来源:Cell Stem Cell
时间:2025-02-19
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神经干细胞静息与激活的动态平衡受其后代细胞反馈调控的机制及其在稳态与再生中的作用
在成年小鼠脑室下区的神经干细胞(NSCs)微环境中,研究者绘制了由多种微环境细胞诱导的NSCs功能性钙离子(Ca2+)响应时空图谱。通过深度学习模型成功预测了NSCs与特定微环境细胞的互作模式,首次揭示其快速增殖的后代细胞——瞬时扩增细胞(TAPs)通过直接反馈机制抑制NSCs活化。有趣的是,NSCs的突起会包裹TAPs,并在接触位点形成由ephrin(Efn)信号介导的Ca2+活性热点。当干扰Efn信号或清除TAPs时,NSCs的Ca2+特征谱发生改变,导致干细胞激活。更令人振奋的是,通过光遗传学手段在体调控Ca2+动态可阻断NSCs活化进程,从而阻止微环境补充。这项研究阐明了TAPs向NS
来源:Cell Stem Cell
时间:2025-02-19
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Piezo2在Runx3/PV感觉神经元中的作用:调节脂肪组织棕色化与代谢稳态
系统代谢通过调节产热脂肪组织的器官间对话来维持能量稳态。与交感神经系统的诱导作用不同,确保能量储存的抑制信号尚不清楚。本研究通过靶向runt相关转录因子3(Runx3)/副肌钙蛋白(PV)感觉神经元,发现其在独立遗传小鼠模型中表现出减少体脂、增加胰岛素敏感性和葡萄糖耐受性的系统代谢表型。在PV感觉神经元中敲除机械感受器Piezo2可重现该表型,保护机体免受高脂饮食诱导的肥胖,并促进脂肪组织棕色化和米色化,这可能是由于去甲肾上腺素水平升高驱动的。研究发现棕色和米色脂肪组织由表达Piezo2的Runx3/PV感觉神经元支配,表明机械信号通过感觉神经元中的Piezo2感知,保护能量储存并防止系统性高
来源:Cell Metabolism
时间:2025-02-19
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狨猴与人类时间预期的全球到局部影响:揭示共通机制与研究意义
狨猴正迅速成为研究认知神经基础以及模拟人类认知障碍的实验模型,但它们的许多心理属性仍有待研究。人类在判断已过时间时,会隐性地利用先验信息预测未来事件,减少感知和决策的不确定性。一种有影响力的时间预期模型是危险率模型(hazard rate model),它假定在事件尚未发生的情况下,未来发生该事件的可能性。研究表明,经过反应时间任务训练的狨猴,能习得符合全局任务结构的危险率预期模型。该模型在学习过程中逐渐形成,且意外地会持续受局部偶然因素影响,试验时长对反应的序列效应就是证明。全局和局部任务结构的综合效应,可用多元回归模型很好地描述,也能通过危险函数的贝叶斯更新(Bayesian updati
来源:Current Biology
时间:2025-02-19
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综述:人类用手习惯的遗传学:微管及其他机制
Ontogenesis of handedness用手习惯(即偏好使用左手或右手完成精细动作的行为不对称性)是人类最广泛研究的功能性偏侧化现象。全球约10.6%人群为左利手,另有部分表现为混合用手(mixed-handedness)。临床研究发现,精神疾病患者中混合用手比例显著增高,提示其作为神经发育异常的潜在标志物。Twin and other heritability studies on handedness双生子研究证实用手习惯具有25%的遗传力(heritability),工业化与非工业化社会存在显著差异(h2=0.20 vs 0.56)。环境因素(如母乳喂养)影响微弱(pseudo
来源:TRENDS IN Genetics
时间:2025-02-19
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黑猩猩脑图谱揭示与人类相比独特的连接性和基因表达谱:洞察大脑进化奥秘
在探索人类大脑进化的征程中,黑猩猩一直是极为关键的研究对象。作为人类现存最亲近的灵长类亲戚,黑猩猩与人类在约 6 - 8 百万年前拥有共同祖先。尽管黑猩猩大脑体积仅约为人类的三分之一,但在神经解剖和认知功能方面却与人类存在诸多相似之处,比如都具备社会行为、工作记忆以及使用工具的能力。这使得黑猩猩成为研究人类进化的理想参照。然而,当前研究面临诸多挑战。一方面,虽然神经成像技术在定量比较黑猩猩与其他灵长类动物大脑结构方面取得进展,但仅依靠皮层形态变化无法充分解释进化适应性,尤其是在联合皮层区域。另一方面,研究大脑进化需要从遗传角度深入探究,因为分子机制可能驱动物种间大脑连接的差异,进而揭示灵长类认
来源:The Innovation
时间:2025-02-19
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综述:内质网(ER)蛋白质降解:ER相关降解与ER自噬的作用
内质网蛋白质量控制的双重防线内质网作为真核细胞重要的蛋白质合成工厂,其质量控制机制直接决定细胞命运。近年研究发现,ER相关降解(ERAD)和ER自噬(ER-phagy)构成内质网蛋白质量监控的双重防线:ERAD通过泛素-蛋白酶体途径降解错误折叠蛋白,而ER-phagy则通过溶酶体清除受损的ER片段。其中SEL1L-HRD1复合物作为ERAD最保守的分支,能特异性识别跨膜区错误折叠蛋白,其基因变异与多种遗传性疾病显著相关。分子机器的精密协作SEL1L-HRD1复合物包含E3泛素连接酶HRD1和适配蛋白SEL1L,通过内质网相关降解(ERAD)途径将错误折叠蛋白逆向转运至胞质进行蛋白酶体降解。研究
来源:TRENDS IN Cell Biology
时间:2025-02-19
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Cyclase-Associated Protein:神经元中肌动蛋白调控与脑部疾病关联的关键因子 —— 探索其多元功能与潜在意义
在细胞生物学和神经科学的研究领域中,肌动蛋白(actin)的动态调控对细胞的正常生理功能至关重要,尤其在神经元的发育和功能维持方面。环化酶相关蛋白(Cyclase-Associated Protein,CAP)作为肌动蛋白动态调节的关键角色,其重要性逐渐被认知。然而,在过去,尽管 CAP 对肌动蛋白的调节作用有所研究,但它在神经元中的具体功能却一直是个谜。而且,与其他熟知的肌动蛋白调节因子(如 cofilin、Arp2/3 )相比,人们对 CAP 在细胞和生理层面的功能了解甚少。特别是在脊椎动物中,CAP 家族有两个成员(CAP1 和 CAP2),它们在大脑中的表达模式及功能存在差异,并且其功
来源:TRENDS IN Cell Biology
时间:2025-02-19
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注意力聚焦记忆内容可提升人类前颞叶单神经元放电序列保真度:大脑记忆编码的新发现
注意力有助于优先处理与当前目标相关的信息。例如,注意力可通过调节所关注项目的低层次特征的神经活动,增强感觉处理。注意力还能对记忆内容进行优先级排序,帮助人们记住某些信息,忽略其他信息。在此,研究注意力对人类前颞叶(ATL)神经元放电的时间序列有何影响。这些放电序列代表更高级的语义信息,在参与者处理和记忆单词时反复、稳定出现。研究结果显示,为记忆而对单词进行优先级排序的注意力,能提高这些放电序列的一致性。此外,回溯提示单词会引发这些序列的重放。因此,研究数据表明,关注语义内容的记忆优先级,可能改善前颞叶语义信息的神经放电表征的时间组织。
来源:Current Biology
时间:2025-02-19
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揭示神经病理性疼痛中声音敏感性的跨模态皮质回路机制:开启疼痛 - 听觉共病治疗新靶点
听觉过敏(Hyperacusis),即对声音过度敏感,常伴随人类慢性疼痛,这表明大脑中不同感觉系统之间存在相互作用。然而,这种共病背后的神经机制在很大程度上仍未被探索。在这项研究中,通过测量声音诱发的瞳孔扩张以及听觉刺激后舔水反应时间的行为测试,发现神经病理性疼痛模型小鼠表现出类似听觉过敏的行为。通过病毒示踪、光纤光度法和多电极记录,研究人员识别出从初级躯体感觉皮层(S1HLGlu)到听觉皮层(ACx)的谷氨酸能投射,这种投射在小鼠后肢 spared nerve injury 后参与放大声音诱发的神经元活动。化学遗传学或光遗传学操作以及电生理记录证实,S1HLGlu → ACx 通路对于这种增
来源:Current Biology
时间:2025-02-19
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跨被试语义解码:功能对齐技术实现多模态刺激下的语言重构
这项开创性研究揭示了语义解码器(semantic decoder)的神奇迁移能力——通过功能对齐(functional alignment)技术,将参考被试训练的模型成功应用于目标被试,即使后者未提供任何语言训练数据。令人振奋的是,无论是故事还是无对白的电影刺激,都能有效对齐不同个体间的高级语义表征。更妙的是,这种跨被试解码展现出惊人的容错性:当研究人员模拟脑区损伤(lesion)时,系统依然稳定运行,证明其不依赖单一脑区。这些发现犹如打开一扇新窗:未来或只需几段电影片段,就能为语言理解障碍患者构建个性化语义解码系统,让沉默的大脑重新"发声"。功能磁共振(fMRI)数据显示,语言与视觉模态的神
来源:Current Biology
时间:2025-02-19
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酒精通过特定胆碱能神经元亚群致果蝇长期睡眠障碍:从果蝇到人类的机制解析
酒精摄入会导致短期和长期的睡眠障碍,这种障碍在酒精使用障碍(AUD)恢复过程中依然存在。在人类中,多达 72% 的 AUD 患者在戒酒 2 周后,睡眠的数量和质量仍受影响。这些睡眠不足是复饮的强预测因素,但潜在生物学机制不明,难以针对性治疗。研究借助果蝇在人类睡眠和酒精反应方面的转化相关性,模拟人类酒精诱导的睡眠不足并探究其机制。低剂量酒精刺激果蝇和人类的中枢神经系统(CNS),高剂量则抑制 CNS,导致镇静。果蝇单次接触致镇静剂量的酒精后,夜间睡眠减少、入睡时间延长且睡眠质量下降,这些影响持续数天但最终可恢复。反复过度激活酒精暴露却不会引发睡眠不足,表明致镇静酒精暴露的 CNS 抑制作用是长
来源:Current Biology
时间:2025-02-19
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成年小鼠情绪识别机制新解:前扣带皮层神经元的差异响应作用
能够感知他人的情绪状态,即情绪识别(emotion recognition),这能让个体根据社会环境调整自身行为。然而,这种能力背后的大脑机制尚不清楚,且已知自闭症谱系障碍(ASD)患者的该能力受损。研究显示,成年小鼠能够区分同类的不同情绪状态。对前边缘(PrL)内侧前额叶皮层钙信号进行光纤光度法记录发现,在探究情绪激动的个体时,锥体神经元受到抑制,而在面对未受刺激的同类时则出现短暂兴奋。单细胞水平的慢性电生理记录表明,PrL 神经元在社会探究开始和结束时会产生特定于社会刺激的反应,这可能对社会互动的起始和终止起到调节作用。最后,通过光遗传学增强神经元的差异反应能够提升情绪识别能力,而减弱这种
来源:Current Biology
时间:2025-02-19
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醋蝇(Drosophila melanogaster)的类玩耍行为:探索动物运动与自我感知的奥秘
在动物的奇妙世界里,常常能看到一些有趣的场景:动物们反复地让自己置身于秋千、滑梯或旋转木马等带来的被动运动中。人们通常会把这种行为看作是 “玩耍”。然而,对于这种行为背后的原因,科学家们却有着诸多疑问。在脊椎动物中,玩耍行为比较常见,甚至有研究已经确定了相关的大脑区域。但在无脊椎动物方面,相关的研究却少之又少,而且对于自愿被动运动类玩耍行为在任何生物体中的适应性价值,都缺乏一个令人信服的解释。就拿小小的醋蝇(Drosophila melanogaster)来说,它们对重力方向极为敏感,那么这种主动的被动运动是否会给它们带来特别的刺激呢?为了解开这些谜团,来自德国莱比锡大学(University
来源:Current Biology
时间:2025-02-19
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神经甾体敏感的 δ-GABAA受体对成年小鼠甜味偏好的调控:味觉神经机制新突破
在日常生活中,我们对美食的喜好各不相同,而味觉偏好是影响我们饮食选择的关键因素。想象一下,为什么有些人对甜食爱不释口,而有些人却兴趣缺缺呢?这背后其实隐藏着复杂的神经生物学机制。目前,虽然大量研究表明味觉皮质(GC)参与了味觉感知、适口性和偏好的过程,但我们对于调节味觉偏好的神经和神经化学信号的了解还十分有限。神经甾体作为一类重要的神经调节物质,其在味觉偏好中的作用尚未被深入探究。在这样的背景下,来自美国石溪大学(Stony Brook University)的研究人员展开了一项重要研究,试图揭开味觉偏好调控的神秘面纱。他们的研究成果发表在《Current Biology》杂志上,为我们理解味
来源:Current Biology
时间:2025-02-19
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人类杏仁核神经元在厌恶泛化中的单细胞机制及其对焦虑行为的潜在影响
当面对与厌恶经历相似的刺激时,人类大脑会触发一种"宁可错杀一百"的防御机制——这种现象被称为厌恶泛化(aversive generalization)。科学家们通过精妙的单神经元记录技术,首次在人类杏仁核(amygdala)中捕捉到这种"过度警觉"的神经密码。在概率性损失/获益实验中,受试者对厌恶刺激的警戒范围显著扩大,就像在雷区周围画了过大的危险圈。更惊人的是,杏仁核神经元的放电模式完美复刻了每个人的警戒范围:有些神经元像精确的雷达,只对特定相似度的刺激响应;而另一些则像过度敏感的警报器,对各类相似刺激都"草木皆兵"。这些神经元不仅是消极的"记录仪",更是积极的"决策者"——它们的活动能准确
来源:Current Biology
时间:2025-02-19
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前额叶神经元群体活动变化:快速避险学习的神经机制揭秘
在动物的生存之旅中,快速识别并躲避威胁至关重要。想象一下,小鼠在充满潜在危险的环境里,必须迅速学会哪些地方安全,哪些地方危险,才能避免受到伤害。而这一过程背后的神经机制一直是科学家们关注的焦点。此前,虽然知道内侧前额叶皮层(mPFC)的前边缘亚区(PL)在整合学习关联、影响威胁回避策略中起着重要作用,但对于 PL 在回避学习过程中的具体机制,尤其是学习相关变化何时以及如何出现,人们了解得并不多。为了解开这些谜团,来自美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的研究人员开展了深入研究,相关成果发表在《Current Biology》上。研究人员采用了多种关键技术方法来进行此项研究。首先是利用微型显微镜进行 C
来源:Current Biology
时间:2025-02-19
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揭秘 USP9X:调控中枢神经系统血管发育与屏障维持的关键 “开关”
在人体这个神奇的 “小宇宙” 里,中枢神经系统(CNS)如同精密的 “指挥中心”,掌控着身体的各项机能。而中枢神经系统中的血管,就像一条条纵横交错的 “交通要道”,不仅为神经细胞输送着养分,还构建起了血脑屏障(BBB)和血视网膜屏障(BRB),守护着 “指挥中心” 的安全,防止有害物质入侵。然而,在一些常见的中枢神经系统疾病,如中风、糖尿病视网膜病变(DR)等病症发生时,这些重要的 “交通要道” 和坚固的 “屏障” 会遭到破坏。这不仅会导致神经细胞的营养供应出现问题,还会让有害物质趁机而入,进一步加重病情。因此,深入了解维持中枢神经系统屏障完整性的信号机制,对开发治疗相关疾病的策略至关重要。为
来源:Developmental Cell
时间:2025-02-19