脑科学日报:大脑如何判断“有或无”;憋尿的感觉是怎么来的?

subtitle 脑科学君 10-20 07:00

1,《科学》:吃、喝、害怕,这些“简单”的事情科学家终于看清大脑是怎么办到的

来源:学术经纬

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神经肽Y可以调节PVH多种神经元在不同行为状态下的反应

在顶尖学术期刊《科学》的最新一期上,美国霍华德·休斯医学研究所(HHMI)的神经科学家介绍了他们历时五年开发的一种成像技术,得以解码大脑中不同类型的神经细胞如何展开合作,从而使小鼠产生进食、喝水、害怕等十多种行为状态。

在这项工作中,研究人员首先对PVH(下丘脑室旁核)的神经元进行了细致的分类。通过单细胞RNA测序,研究人员鉴定出了12种标志性基因,并根据这些标志性基因在细胞中的表达程度,将神经元定义为了10种分子类型。

研究小组应用新开发的CaRMA(Calcium and RNA multiplexed Activity)成像方法发现,在特定行为中,同一种分子类型的神经元有着相似的反应方式。此外,一种类型的神经元并非只参与一种特定的行为。运用机器学习,系统分析了神经细胞的功能和基因表达之间的关系后,他们发现,多类神经元中Npy1r(1型神经肽Y受体)的表达量,最能预测神经元在各种行为状态下的功能反应。

2,密西根大学叶冰组/弗吉尼亚理工大学于国强组合作揭示大脑判断“有或无”的原理

来源:小柯生命

该研究提出的神经计算模型

10月15日晚23时,《当代生物学》杂志在线发表了美国密西根大学生命科学研究院叶冰课题组和美国弗吉尼亚理工大学于国强课题组合作的最新研究成果,在模式动物果蝇中枢神经系统中发现了一种神经计算原理,能够增强对环境信号检测的准确度。

同时,该研究在果蝇中建立了一整套从全脑神经活动的高分辨率实时成像到成像的自动化分析的方法,结合光遗传学、基因编辑、电生理记录、计算机模拟等多种手段,为从全脑尺度到分子尺度研究神经计算原理奠定了基础。

3,Current Biology | 傅嫈惠等报道GRM1突变可导致家族性自然短睡眠

来源:BioArt

自然短睡眠定义为在无外界压力,无药物的作用下,终生平均睡眠时间短于6.5小时,且无任何可检测可自觉的不良生理反应的睡眠习惯。短睡眠家族的发现就很大程度上意味着遗传基因的改变可以导致自然短睡眠现象。

10月15日,加州大学旧金山分校的傅嫈惠和Louis J Ptáek教授实验室 在Current Biology杂志发表了文章Mutations in Metabotropic Glutamate Receptor 1 Contribute to Natural Short Sleep Trait,报道了代谢型谷氨酸受体1基因(GRM1)的突变导致了家族性自然短睡眠。

4,今日《自然》:憋尿的感觉是怎么来的?

来源:学术经纬

小鼠膀胱的感觉神经元(洋红色)表达机械感受器PEIZO2蛋白(青色)

水喝多了就要上厕所,我们为何能及时感知到自然的呼唤?10月15日于《自然》杂志在线发表的一篇论文,则揭开了背后的奥秘。本研究的通讯作者之一Ardem Patapoutian教授任职于加州的Scripps研究所。2010年,他的团队发现了PIEZO1和PIEZO2两种蛋白。在不少组织中,这两种蛋白能感知机械力的变化。在这篇新论文里,科学家们通过调查发现,那些缺乏PIEZO2的个体会出现种种感知上的缺陷,这也包括无法感觉到膀胱的充盈。研究结果表明,PEIZO2蛋白可能既参与到了膀胱对于充盈的感知,也参与到了排尿反射之中

5,多大年龄起病算「早发」?双相障碍的三个发病高峰

来源:医脉通精神科

考虑到早发与晚发双相障碍(BD)的病程轨迹存在显著差异,起病年龄(age at onset, AAO)可能是确定具有高度同质性的双相障碍亚组的关键因素,值得进一步探讨。牛津大学Warneford医院Sorcha Bolton及其合作者开展了一项系统综述,对主流学术数据库中探讨双相障碍起病年龄的原创定量英文研究进行了汇总分析,旨在针对双相障碍的起病年龄分布形成更可靠的理解。该研究近日在线发表于Bipolar Disord.。

结果显示,三峰分布模型相比于双峰分布模型占优势,早、中、晚发组的平均(SD)起病年龄分别为17.3(1.19)岁、26.0(1.72)岁、41.9(6.16)岁,比例分别为45%、35%、20%。双相障碍传统意义上的「早发」暗示「较预期起病年龄早」;但事实上,起病较早的患者所占比例最高,「较预期起病年龄早」无从谈起。作者认为,起病早于14岁方可视为传统意义上的「早发」。

6,文拉法辛和氟西汀对绝经后抑郁症患者躯体疼痛症状8周疗效的对照研究

来源:中华精神科杂志

氟西汀是SSRI类抗抑郁药,主要药理作用是选择性抑制5-HT重吸收,是抗抑郁药中疗效较为肯定的药物,文拉法辛是SNRI类抗抑郁药,主要药理作用是抑制5-HT和NE的重吸收,帮助缓解抑郁和焦虑,近年来在临床上广泛应用。我们采用随机对照研究对比分析文拉法辛胶囊与氟西汀片剂对绝经后抑郁症患者躯体疼痛症状的疗效及安全性。

研究采用随机数字表法将纳入的184例绝经后抑郁症患者分为文拉法辛组(90例)和氟西汀组(94例),172例进入全分析数据集,184例进入安全性数据集。分别在基线、治疗1、2、4、6、8周末,采用视觉模拟量表(Visual Analogue Scale, VAS)、临床总体印象-严重度量表(Clinical Global Impression-Severity, CGI-S)、HAMD24量表评定疗效。采用混合效应模型重复测量、配对t检验及独立样本t检验比较2组治疗效果差异。结果表明,与氟西汀相比,文拉法辛更有利于改善绝经后抑郁症患者躯体疼痛症状。

7,用脑机接口意念打字、控制轮椅?小心被黑客劫持!

来源:中国科学杂志社

添加噪声前后SSVEP信号的对比。a)添加噪声后输出“Y”被篡改为“N”(干扰前后信号重合画出)。b)信号频谱能量分析对比。

在最近发表于《国家科学评论》 (National Science Review, NSR) 的研究论文中,华中科技大学伍冬睿教授、丁烈云院士及合作者以常用的基于头皮脑电信号(Electroencephalogram, EEG)脑机接口文字输入系统为例,对系统的抗噪音干扰能力进行了检验,结果发现,当前的系统模型很容易受到恶意噪声的干扰,存在安全隐患。

文章以最常用的P300文字输入系统和SSVEP文字输入系统为例,根据其使用的模型构建相应的对抗噪声模板,并在多个用户上取得了较高的篡改成功率。这种恶意噪声模板十分微弱,将其添加到原始信号中,无法用肉眼区分,也很难通过计算机程序检测出来,但是却能任意操控脑机接口文字输入系统。文章同样强调,脑机接口系统对该恶意噪声的抵御能力是一种区别于常见噪声鲁棒性的性质:即使是对常见随机噪声保有较好鲁棒性的脑机接口文字输入系统,依然极容易被这种恶意设计的对抗噪声所操控。

8,王中林院士AFM:用于生物力学监测和人体交互传感的柔性可伸缩纤维状摩擦电纳米发电机

来源:奇物论

可穿戴的、柔性的、甚至可伸缩的触觉传感器,如各种类型的电子皮肤,已经引起了广泛的关注,它能够适应复杂和不规则的表面,最大限度地匹配可穿戴设备,并适形应用于人体器官。然而,如何同时实现透气性、渗透性和舒适性是其发展的一大挑战。中科院北京纳米能源与系统研究所王中林院士等人尝试通过传感器的小型化和集成化来解决此问题。

将银纳米线/碳纳米管导电材料和封装的聚二甲基硅氧烷有序沉积在可伸缩氨纶纤维上,制备了直径为0.63 mm的高度柔性、可伸缩的同轴结构纤维状摩擦电纳米发电机(F-TENGs)。作为一种自供电的多功能传感器,合成的复合纤维可以在不影响正常人体的情况下将机械刺激转换为电信号。此外,F-TENGs可以很容易地集成到传统纺织品中,形成触觉传感器阵列。通过触觉传感器阵列,可以精确绘制实时的触觉轨迹和压力分布。

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1,脑科学日报:口渴的神经生物学基础;接触过铅的成人戒酒更难

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