第1626期 脑科学日报
2023年1月29日
科 学 时 讯
1，Science关键发现：让人痴呆让人傻，这些小东西可能要担责
来源：学术经纬
肠道微生物产生的短链脂肪酸是神经退行性疾病发生的重要诱导因素
肠道菌有好也有坏，不同种群间的稳态对实现这些益处非常重要，一旦种群平衡打破，有害菌比例上升，我们的生理功能就将受到负面影响。近日一项新研究就发现，肠道微生物可以通过产生短链脂肪酸等化合物，影响大脑的免疫功能，长此以往使得大脑受损，患阿尔茨海默病等神经退行性疾病的风险升高。
作者设计了一批特殊的基因改造小鼠，这些小鼠会表达突变形式的tau蛋白，还携带APOE4基因突变体。无菌环境大约40周后，与拥有正常肠道微生物的小鼠相比，它们大脑受到损伤竟然要更少。在进一步的分析中，研究者发现特定的肠道微生物在代谢后会产生三种特殊的短链脂肪酸，这些分子进入血液后可以激活免疫细胞，随着循环系统，大脑中的免疫细胞也会产生异常损伤大脑组织。
2，DeepMind新工作：组合计算——关于大脑回放机制的新假说
来源：集智俱乐部
近日，DeepMind近日在Neuron杂志发表的观点论文，针对大脑中的回放（replay），提出了不同于之前假设的解释，即回放是一种组合计算的形式，通过回放，实体被以全新的方式相互方式关联，从而获得新的定性知识。论文还指出有哪些实验可以验证这一假说，及该假说对人工智能的影响。北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室、北京脑科学与类脑研究中心研究员柳昀哲也是该论文作者之一。
3，Behaviour Research and Therapy：污名化经历加剧抑郁症患者疼痛感知
来源：中科院心理所
抑郁是一种产生多种负面结果的常见精神疾病。污名化经历可能影响患者的抑郁症状，而且抑郁症状往往与疼痛感知相互影响。近日，中国科学院行为科学重点实验室孔亚卓研究组联合北京大学第六医院主任医师石川开展了合作研究。研究使用了事件回忆的范式考察污名化经历对患者自我报告的疼痛和诱发性疼痛感知的作用。
研究发现，污名化经历可能会增加患者的疼痛灾难化感受，并带来更多与疼痛相关的心理困扰。抑郁症状可以中介污名化经历对疼痛评估的作用，抑郁症状越严重，污名化对患者疼痛感知的影响越大。此外，患者回忆起他们因抑郁症而遭受耻辱的经历后，热刺激诱发的疼痛感增加。在干预中最小化精神疾病相关的污名化对患者的影响，这可以使患者在治疗中保持一个更健康的生理心理状态。
4，Advanced Photonics Nexus：陈良怡实验室开发混合物理模型与深度学习的结构光超分辨重构算法
来源：北大脑科学
近年来，超分辨率荧光显微镜的发展极大地推动了人类对亚细胞结构的研究。近日，北京大学未来技术学院、IDG麦戈文脑科学研究所陈良怡团队结合了物理模型和深度学习两种重建方法的优点，通过利用全深度变分(TDV)网络作为重构目标函数的正则化项，将其与SIM物理模型相结合，提出了一种混合重建方法(TDV-SIM)，能够在抑制伪影的同时保持分辨率。在处理不同细胞结构的图像时，TDV-SIM较单纯的深度学习方法能够更好地保留真实信号，同时比基于物理模型的方法能够更有效地去除伪影。
5，JACS封面：突破大脑血脑屏障（BBB）的近红外二区荧光分子
来源：X-MOL资讯
具有穿越BBB能力的新型二区荧光分子
具有近红外二区 (1000-1700 nm) 的荧光分子最近受到格外的关注主要由于其更深的穿透深度和更高的显影分辨率。虽然已经有很多工作报道过对苯并双噻二唑和聚甲炔类染料分子的研究，但是能够穿越血脑屏障（BBB）的近红外二区荧光分子还鲜有报道主要由于其较大的分子共轭骨架和不适合的分子两亲性。
近日，莱斯大学Han Xiao教授和斯坦福大学（上海药物所）Zhen Cheng教授基于甲臜化合物，通过引入不同的小取代基团调控分子的发射和两亲性，但不明显增加分子量，从而得到了能够穿越BBB的二区荧光分子。并且利用该分子成功地对活体老鼠的大脑组织进行动态显影和对脑部胶质瘤的差异化显影。
6，高强度间歇运动可延缓大脑衰老，预防阿尔兹海默症！
来源：生物谷
既往的研究发现，定期禁食和规律运动都有助于保护神经系统，延缓年龄相关的认知能力下降。但究竟哪种机制才是保护大脑和神经系统的有效方法，尚需进一步研究证实。
近日，新西兰奥塔哥大学的研究团队印证了间歇性禁食和运动都具有神经保护作用，同时进一步明确了各自的作用机制：禁食只能触发“燃料转换”，而高强度间歇运动则可以同时造成“燃料转换”和BDNF上调两种效果。运动可以促使大脑的燃料来源从葡萄糖转换为酮体或乳酸，进一步促进BDNF的产生，与禁食和长时间的轻度运动相比，高强度间歇运动是增加循环血中BDNF的最有效手段，也就是保护神经系统，延缓年龄相关的认知能力下降的最有效手段。
7，种花种菜，包治百病？复旦团队研究：超14万人数据，参加园艺能降低多种常见病风险！
来源：梅斯医学
近日，来自复旦大学的高翔教授团队与宾夕法尼亚州立大学的Susan Veldhee教授团队联合开展的研究调查了超14万参与者，发现相比于不锻炼的人，参加园艺活动能有效降低多种常见病的患病风险，包括糖尿病风险显著降低49%、中风风险降低45%、心血管疾病风险降低40%等等，对身心健康均有益处。即使和锻炼组相比，园艺组依然表现出显著的健康益处，部分指标会更具优势。
8，家中狗子都在想些啥，科学家们利用机器学习搞清楚了
来源：量子位
铲屎官们有没有想过，每天向你撒娇、求投喂的狗狗，它脑海里究竟在想什么？近日一项来自埃默里大学的实验表明：狗狗对世界的看法可能与我们截然不同。人类更关注对象，但狗子却不太关心看到的到底是谁或什么物体，而更在意动作本身。
此外，狗和人类的视觉系统也有很大差异，它们只能看到黄蓝色调，但有一个灵敏的视觉感受器，用来观察运动。这项实验采用了机器学习来弄清楚狗子的大脑活动，该无创方法之前只在灵长动物身上用过，这次在狗狗身上的实验算是一个重大突破。相关论文已在The Journal of Visualized Experiments上发表。
审校：Simon