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探秘大腦 - 身體共波動:解析全腦功能磁共振成像(fMRI)信號的自主生理耦合奧秘
大腦與來自身體內部環境的內臟信號緊密相連,神經、血液動力學和外周生理信號之間存在眾多關聯就是證明。研究發現,這些大腦 - 身體的共波動,有一種主要模式可由單一的時空模式捕捉到。在多個獨立樣本,以及單回波和多回波功能磁共振成像(fMRI)數據采集序列中,研究人員識別出,靜息態全腦 fMRI 信號、腦電圖(EEG)活動,以及涵蓋心血管、肺、外分泌和平滑肌系統的一系列外周自主信號之間,在低頻范圍(0.01 - 0.1Hz)存在廣泛的共波動。在靜息狀態下觀察到的相同大腦 - 身體共波動,在深度呼吸提示、間歇性感覺刺激,以及睡眠期間自發的階段性 EEG 事件中也會出現。此外,研究顯示,在實驗抑制呼氣末二
來源:Nature Neuroscience
時間:2025-05-08
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內質網 Nogo 驅動 AgRP 神經元激活與進食行為:脂質代謝調控新機制
下丘腦的脂質感知對進食控制和全身代謝起著重要作用,然而這一營養感知過程的機制卻并不明確。研究發現,由網狀蛋白 4(Rtn4)基因編碼的 Nogo-A,與大腦發育和突觸可塑性相關,它能通過控制刺鼠相關蛋白(AgRP)神經元中的脂質代謝,來調節進食和能量代謝。在禁食小鼠的 AgRP 神經元中,Nogo-A 的表達上調,同時參與鞘脂從頭合成的酶顯著下調,而細胞內脂質轉運和脂肪酸氧化的關鍵酶則上調。敲除 AgRP 神經元中的Rtn4基因,會降低體重、胃饑餓素誘導的 AgRP 活性、食物攝入量,以及禁食誘導的 AgRP 激活,同時神經酰胺水平升高。最后,高脂肪飲食誘導的肥胖會使 AgRP 神經元中的Rt
來源:Cell Metabolism
時間:2025-05-08
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巨噬細胞的 “神經元兼職”:解鎖細胞跨界新奧秘
在細胞生物學的神秘世界里,巨噬細胞一直被認為是免疫系統的忠誠 “衛士”,承擔著吞噬病原體、參與免疫反應等重要任務。然而,隨著研究的不斷深入,科學家們發現巨噬細胞似乎并不滿足于只在免疫系統中發揮作用,它在其他領域可能有著更為神秘和重要的角色。這一疑問如同在平靜的學術湖面上投下了一顆重磅炸彈,激起了層層漣漪,促使眾多科研人員踏上探索巨噬細胞新功能的征程。在這樣的背景下,來自倫敦帝國理工學院(Imperial College London)的研究人員展開了深入研究。他們將目光聚焦于組織駐留巨噬細胞(Tissue-resident macrophages,TRMs) ,試圖揭開這些細胞在肌肉收縮、運動
來源:TRENDS IN Cell Biology
時間:2025-05-08
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功能成像與連接組分析揭示果蠅味覺回路的組織原則:解鎖味覺感知奧秘的新突破
味覺對于許多先天和后天習得的行為都至關重要。在黑腹果蠅(Drosophila melanogaster)中,味覺會影響包括進食、產卵、運動、交配和記憶形成等過程。這些多樣的作用可能使得果蠅大腦中不同回路的味覺反應呈現分散特性,這種復雜性阻礙了人們推導味覺處理和編碼的統一原則。在此,研究人員將全腦連接組的信息與功能性鈣成像技術相結合,來研究味覺在早期處理階段的神經表征。研究發現,食管下區(SEZ)中大多數對味覺有反應的細胞,包括局部中間神經元(SEZ - LNs)和投射到上原腦的投射神經元(SEZ - PNs),都被預測為編碼單一味覺模態。通過對 SEZ 中的膽堿能和 γ- 氨基丁酸能(GABA
來源:Current Biology
時間:2025-05-08
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Akkermansia muciniphila在神經系統疾病中的雙刃劍作用及其治療潛力解析
腸道共生菌通過復雜的腸-腦軸(Gut-Brain Axis)雙向對話網絡調控神經系統疾病。近年研究發現,黏液降解專家Akkermansia muciniphila(A. muciniphila)就像腸道中的"雙面特工"——既能通過免疫調節和腸屏障加固發揮保護作用,又在卒中、多發性硬化(MS)、帕金森病(PD)和阿爾茨海默病(AD)患者腸道中異常富集。這種矛盾現象可能源于其三大"秘密武器":分子模擬(Molecular Mimicry)誘發自身免疫、過度黏液消耗導致的"漏腸"(Leaky Gut),以及與其它菌群的"團伙作案"。研究者強調,未來靶向A. muciniphila的療法需像"個性化營
來源:TRENDS IN Neurosciences
時間:2025-05-08
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綜述:神經黑色素與帕金森?。≒D)中神經元的選擇性易損性
神經黑色素與帕金森病中神經元的選擇性易損性神經黑色素(Neuromelanin)是人類某些兒茶酚胺神經元產生的獨特色素,它在神經元內伴隨終生,且與年齡相關的神經退行性疾病存在關聯。新的神經黑色素成像技術讓人們觀察到其在疾病中的變化,不過由于含量有限,探究其正常生物學功能頗具挑戰。近期的嚙齒動物、靈長類動物模型以及組學研究證實,神經黑色素在帕金森?。≒arkinson’s disease,PD)的選擇性神經元丟失過程中意義重大。神經黑色素的謎題及其在 PD 中的減少神經黑色素是一種深色色素,從兒童早期開始,便在人類大腦特定神經元(尤其是黑質和藍斑中的神經元)中逐漸積累。這些富含多巴胺(Dopam
來源:TRENDS IN Neurosciences
時間:2025-05-08
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人類嬰兒“無助”假說新解:基于神經發育與基礎模型(Foundation Model)的學習優勢機制
近期《認知科學趨勢》(TiCS)刊發的研究顛覆了關于人類嬰兒“無助”本質的傳統認知。盡管新生兒表現出遠弱于其他動物的行為適應性,神經影像證據卻顯示其感覺處理和神經發育已相當成熟。研究者巧妙類比機器學習領域的基礎模型(Foundation Model)訓練機制,提出嬰兒期行為受限實為進化設計的“感知數據預處理器”——在動作輸出系統尚未激活的階段,通過自我監督學習構建高質量感知表征。這種神經發育時序特化策略,使得人類嬰兒能像人工智能預訓練階段那樣,先專注“數據消化”再發展復雜行為能力,最終實現更高效的多模態認知整合。研究為理解人類獨特的神經發育軌跡提供了計算神經科學視角的新框架。
來源:TRENDS IN Cognitive Sciences
時間:2025-05-08
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小鼠后頂葉皮層感覺處理與錯配的自上而下調節:揭示大腦預測奧秘
大腦是人體最神秘的器官之一,它時刻處理著各種感覺信息,幫助我們感知世界。在這個過程中,大腦會將接收到的感覺反饋刺激與對外部世界的內部預測進行比較,一旦出現偏差,就會產生錯配反應,進而更新預期。然而,感覺反饋錯配和預測形成背后的機制一直是個謎。為了揭開這一謎團,來自瑞士伯爾尼大學的研究人員 Constanze Raltschev、Sergej Kasavica 等人開展了深入研究,相關成果發表在《Nature Communications》上。大腦通過預測感覺反饋來適應環境變化,這一過程至關重要。例如,我們看到閃電后會預期雷聲的出現,如果沒有聽到雷聲,就會產生驚訝的感覺,這就是預測和實際感覺輸入
來源:Nature Communications
時間:2025-05-08
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靶向G9a甲基轉移酶的腦滲透性抑制劑MS1262逆轉阿爾茨海默病相關蛋白病理的機制研究
阿爾茨海默?。ˋD)作為最常見的神經退行性疾病,其治療面臨兩大困境:一是現有靶向β淀粉樣蛋白(Aβ)的藥物僅能延緩早期認知衰退,無法阻斷疾病進展;二是缺乏能夠精準反映疾病進程的生物標志物。更棘手的是,AD的發病機制復雜多樣,涉及表觀遺傳失調、蛋白質翻譯異常和突觸功能障礙等多重因素。近年來,組蛋白甲基轉移酶G9a(EHMT2)在AD中的異常激活現象引起了學界關注,但其具體作用機制尚不明確。為破解這一難題,來自美國北卡羅來納大學教堂山分校、西奈山伊坎醫學院等機構的研究團隊開展了一項跨學科研究。他們發現G9a在AD中通過非經典途徑調控m6A(N6-甲基腺苷)依賴的蛋白質翻譯過程,進而開發出高效腦滲透
來源:Nature Communications
時間:2025-05-08
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BoltzNet:開啟大腸桿菌轉錄因子 DNA 結合研究的新篇章
在生命科學的微觀世界里,大腸桿菌(Escherichia coli)作為生物學和生物技術領域的 “明星選手”,一直備受關注。它不僅是研究最為透徹的原核生物模型,更是合成生物學的重要基石。然而,即便對其了解眾多,仍存在不少謎團。就拿轉錄因子(Transcription Factors,TFs)來說,細菌通常編碼數百種 TFs,它們與 DNA 的結合對基因調控起著關鍵作用 。但在大腸桿菌約 300 種 TFs 中,大多數的結合親和力并未得到全面測繪,很多 TFs 甚至連一個已知的結合序列都沒有,更別提能用實驗驗證的生物物理模型來定量理解其結合行為了。而深入了解 TFs 與 DNA 的結合機制,對于
來源:Nature Communications
時間:2025-05-08
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揭示韁核在負面自我認知中的關鍵作用:拓展大腦功能認知新邊界
在人類的精神世界里,自我認知就像一面鏡子,映射出我們對自身的看法,深刻影響著心理健康。長期沉浸于負面自我認知,如 “我毫無價值”“我總是失敗” 等想法,會像陰霾一樣,逐漸侵蝕心理防線,引發各種心理問題;而具備重塑這些負面認知的能力,則如同擁有驅散陰霾的陽光,是維護心理健康的重要保障。然而,盡管負面自我認知與心理健康緊密相連,其背后的大腦神經機制卻一直蒙著神秘的面紗,亟待科學家們去揭開。為了探索這一神秘領域,來自墨爾本大學(The University of Melbourne)等機構的研究人員展開了深入研究。他們的研究成果發表在《Nature Communications》上,為我們理解大腦如
來源:Nature Communications
時間:2025-05-08
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高性能熒光傳感器HypnoS在體揭示細胞特異性胞內腺苷動態調控機制
腺苷(Adenosine, Ado)作為連接細胞代謝與通訊的關鍵分子,在睡眠調控、癲癇抑制等生理病理過程中發揮核心作用。然而,傳統技術難以區分胞內腺苷(iAdo)與胞外腺苷(eAdo)的動態變化,更無法實現細胞特異性觀測。盡管GRABAdo傳感器已用于eAdo研究,但iAdo的時空分布規律及其與神經元活動的關系仍是未解之謎。這一技術空白嚴重阻礙了對腺苷雙重角色(代謝物與神經調質)的深入理解,特別是在癲癇發作終止、睡眠穩態維持等關鍵場景中。為解決這一挑戰,北京大學、中國科學院遺傳與發育生物學研究所等團隊通過蛋白質工程改造,將瘧原蟲腺苷脫氨酶(PvADA)與環化綠色熒光蛋白(cpEGFP)融合,開
來源:Nature Communications
時間:2025-05-08
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PM10:空氣污染與帕金森病發病風險關聯中的關鍵 “推手”
在過去的幾十年里,空氣污染成了全球關注的焦點。它不僅悄無聲息地侵蝕著人們的心血管和呼吸系統健康,近年來,越來越多的研究還發現它與神經系統疾病,尤其是帕金森病之間似乎存在著千絲萬縷的聯系。帕金森病作為第二常見的神經退行性疾病,其特征是 α- 突觸核蛋白在黑質多巴胺能神經元中聚集,導致這些神經元進行性、不可逆地喪失。然而,目前空氣污染與帕金森病之間的關系仍迷霧重重。以往的研究結果參差不齊,有的支持兩者存在關聯,有的卻得出相反結論。而且,多數研究存在局限性,比如研究環境差異大、多為病例對照研究易產生反向因果偏差、對潛在混雜因素調整不足等。在這樣的背景下,深入探究兩者關系,找出關鍵影響因素迫在眉睫,這
來源:npj Parkinson's Disease
時間:2025-05-08
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深度解析:初級體感皮層 fS1 在感覺處理與決策學習中的神經不確定性量化動態
在復雜多變的世界里,我們的大腦時刻都在處理著各種不確定的信息。想象一下,你走在大街上,周圍的聲音、光線、觸感等各種感覺信息不斷涌入大腦,而大腦需要在這些充滿噪聲和不確定性的信息中做出判斷和決策。例如,聽到汽車的喇叭聲,大腦要迅速判斷聲音的來源和危險程度,從而決定是否需要躲避。在這個過程中,不確定性起著關鍵作用。然而,以往的神經科學研究在對大腦中不確定性的定量研究方面存在不足,大多采用相關性或代碼驅動的方法,這些方法往往受到諸多限制,難以全面、準確地分析神經不確定性。為了填補這一空白,首爾國立大學醫學院的 Soonho Shin、Sang Jeong Kim 等研究人員開展了一項極具創新性的研究
來源:Experimental & Molecular Medicine
時間:2025-05-08
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創新聲學逃逸響應檢測系統:開拓斑馬魚側線毛細胞保護劑篩選新路徑
斑馬魚幼體在識別對抗側線(LL)毛細胞(HC)損傷的化學物質方面很有用,這類化學物質篩選主要聚焦于尋找對抗細胞死亡的保護劑。為了擴大 HC 保護劑的候選范圍,研究人員開發了一種自建的聲學逃逸響應(AER)檢測系統,該系統應用了低頻近場聲傳輸以及 AER 圖像采集 / 處理模塊。該設備能快速確認大多數已知的耳毒性物質、保護劑、神經傳遞調節劑,或者敲低 LL HC 表達基因所引起的 LL HC 功能變化。通過將十個設備串聯,研究人員在不到一天的時間里,從 124 種細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑中識別出了 5 種 “命中” 的化學物質,這些物質能部分恢復順鉑損傷的 AER。在這些 “命中” 的化學物
來源:Neuroscience Bulletin
時間:2025-05-08
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帕金森病認知障礙與抑郁中免疫反應蛋白生物標志物的發現:開啟精準診療新征程
帕金森?。≒arkinson’s disease,PD)患者可能會形成獨特的免疫微環境,這一微環境受認知障礙嚴重程度和是否存在抑郁的影響。研究人員旨在利用鄰近延伸分析(proximity extension assay,PEA)技術,識別 PD 患者基于血液的免疫反應標志物。研究人員運用 Olink 公司的 PEA 技術,對 58 名 PD 患者和 30 名健康對照者(healthy controls,HCs)的外周血漿樣本進行分析,檢測其中 92 種與免疫反應相關的蛋白。結果發現,一組包含 SIT1、CLEC4C、EIF5A 和 NFATC3四種蛋白的組合,能有效區分 PD 患者和 HCs,
來源:Molecular Neurobiology
時間:2025-05-08
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巴澤多昔芬通過抑制蛋白二硫鍵異構酶PDI介導的NOS二聚化發揮強效神經保護作用:抗鐵死亡新機制
在神經退行性疾病和腦損傷研究中,鐵死亡(ferroptosis)作為一種鐵依賴性的程序性細胞死亡形式日益受到關注。這種由谷胱甘肽(GSH)耗竭和脂質過氧化驅動的死亡方式,與阿爾茨海默病、帕金森病等疾病密切相關。然而,目前針對鐵死亡的神經保護策略仍存在靶點單一、機制不清等局限。香港中文大學(深圳)的研究團隊在《Cell Communication and Signaling》發表的研究,首次揭示了臨床抗骨質疏松藥物巴澤多昔芬(bazedoxifene, BAZ)通過全新機制發揮強效神經保護作用。研究采用表面等離子共振(SPR)、細胞熱轉移實驗(CETSA)等技術證實BAZ能以納摩爾級親和力結合P
來源:Cell Communication and Signaling
時間:2025-05-08
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綜述:微生物群衍生的短鏈脂肪酸在神經退行性疾病中的新興作用
微生物群 - 腸 - 腦軸(MGBA)簡介神經退行性疾病是重大醫療負擔,目前病因和病理機制尚不明確,缺乏有效治療手段。近年來,腸 - 腦軸(GBA)在神經退行性疾病中的作用成為研究熱點。GBA 指腸道與大腦間持續的雙向連接和通信,迷走神經(VN)提供直接物理連接,此外還涉及內分泌、體液、代謝和免疫等多種通信途徑。腸道微生物群是腸道到大腦信號傳導的關鍵調節者,其與 GBA 的相互作用構成了 MGBA。微生物群對中樞神經系統(CNS)的影響新技術推動了微生物群在大腦中作用的研究。研究發現,微生物群對大腦的影響既直接又間接。直接影響:腸道微生物群通過產生多種代謝物,如短鏈脂肪酸(SCFAs)等,對
來源:Brain, Behavior, & Immunity - Health
時間:2025-05-08
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基于潛在變量模型的強化敏感性理論神經拓撲結構研究:MRI數據的多模態因子分析
在人格神經科學領域,強化敏感性理論(Reinforcement Sensitivity Theory, RST)長期被視為理解個體獎賞-懲罰敏感性的核心框架。該理論提出行為激活系統(Behavioral Activation System, BAS)、行為抑制系統(Behavioral Inhibition System, BIS)和戰斗-逃跑-僵化系統(Fight-Flight-Freeze System, FFFS)三大神經生物系統,但人類神經影像學研究始終面臨兩大挑戰:一是皮層調控機制是否應作為獨立系統存在,二是傳統依賴問卷數據的分析方法可能掩蓋真實的生物表型特征。更棘手的是,BIS與F
來源:Biological Psychiatry Global Open Science
時間:2025-05-08
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單分子熒光顯微技術揭示人源小熱休克蛋白與聚集傾向性客戶蛋白的動態互作機制
在細胞中,蛋白質錯誤折疊引發的異常聚集與阿爾茨海默病、白內障等多種疾病密切相關。小熱休克蛋白(small heat shock proteins, sHsps)作為一類重要的分子伴侶,能夠通過結合錯誤折疊蛋白阻止其聚集,但因其動態異質性特點,其作用機制一直未被闡明。尤其對于人源sHsps中的αB-晶狀體蛋白(αB-c/HSPB5)和Hsp27(HSPB1),它們雖被證實與神經退行性疾病和眼晶狀體病變相關,但二者如何識別不同客戶蛋白并形成復合體的動態過程仍是未解之謎。為破解這一難題,澳大利亞的研究團隊在《Biochemical Journal》發表了一項創新研究。他們采用全內反射熒光顯微鏡(TI
來源:Biochemical Journal
時間:2025-05-08