█神經(jīng)科學(xué)
Science：挑戰(zhàn)赫布理論，記憶形成的細(xì)胞和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)特征
Nature：鸚鵡大腦如何模仿人類語言？
Nature：犯錯也有道理，感覺皮層在學(xué)習(xí)中的高階計算作用
初級視覺皮層在視覺工作記憶中起關(guān)鍵作用
大腦如何學(xué)會躲避危險？科學(xué)家揭示關(guān)鍵神經(jīng)機制
氧氣在早期神經(jīng)發(fā)育中的關(guān)鍵作用
大腦從出生起就具有靈活性，經(jīng)由經(jīng)驗塑造功能區(qū)域
海馬體通過組合與回放構(gòu)建未來行為
睡眠中的“記憶增強器”：慢波上升期刺激提升運動記憶
大腦折疊的力學(xué)密碼：軸突如何選擇路徑？
人工操作神經(jīng)細(xì)胞控制雄性小鼠性行為
突觸可塑性新規(guī)則揭示記憶形成的動態(tài)機制
大腦4D成像技術(shù)揭示視聽信息處理機制
不可預(yù)測的童年環(huán)境如何影響大腦發(fā)育？
兩個大腦區(qū)域爭奪記憶的控制權(quán)
光聲成像揭示大腦學(xué)習(xí)新信息的獨特模式
█認(rèn)知科學(xué)
Nature：自然行為是通過多巴胺介導(dǎo)的強化學(xué)習(xí)得來的
Nature：大腦使用“基函數(shù)”高效處理復(fù)雜社交決策
Science：為什么我們不記得嬰兒時期的事情？
前額葉皮層之外：人類大腦獨特性的新視角
注視行為決定你如何描述世界
一晚好覺，記憶順序更清晰
█大腦健康
7T MRI技術(shù)為耐藥性癲癇患者帶來手術(shù)希望
過早絕經(jīng)可能讓女性更易患阿爾茨海默病
炎癥信使IL-12如何加速大腦衰老
七種基因和十三種藥物：延緩大腦衰老的新希望
每天一件新鮮事，讓老年人記憶和情緒都變好
女性更易患 PTSD？新研究揭示創(chuàng)傷后關(guān)鍵腦部變化
無法預(yù)測的疼痛更痛
TDP-43基因缺失：神經(jīng)退行性疾病的新線索
月經(jīng)周期不影響認(rèn)知能力？最新研究打破長期誤解
前額葉和顳葉萎縮與語言記憶下降直接相關(guān)
TikTok 上的ADHD錯誤信息影響年輕人認(rèn)知
夜貓子更容易患抑郁癥
貧窮加速衰老：血液蛋白質(zhì)揭示健康不平等機制
深部腦刺激顯著減少孤獨癥兒童自殘行為
失眠果蠅記憶力更強，揭示睡眠與記憶的微妙平衡
視錯覺不再是難題，專業(yè)訓(xùn)練可以顯著減少
█AI驅(qū)動科學(xué)
Nature：AI工具助力科研論文錯誤檢測，提升科學(xué)文獻(xiàn)質(zhì)量
新型憶阻器突破人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)“災(zāi)難性遺忘”難題
松鼠啟發(fā)的機器人實現(xiàn)樹枝間精準(zhǔn)跳躍
機器人當(dāng)老板，效率不如人
機器人也有“家族樹”？新百科全書重新定義機器人分類
AIDP在帕金森病診斷中準(zhǔn)確率高達(dá)96%
任務(wù)特定工具顯著提升大型語言模型的醫(yī)療計算能力
DeepCeres：AI驅(qū)動的超高分辨率小腦分割技術(shù)
從魚群到機器人：不確定性如何塑造集體智慧？
機器學(xué)習(xí)幫助醫(yī)生檢測“腦海嘯”
人造語言與自然語言：大腦的反應(yīng)竟如此相似
MetaVision3D：AI驅(qū)動的三維腦代謝組圖譜
NicheCompass：深度學(xué)習(xí)模型揭示細(xì)胞間通訊
AI診斷新突破：實驗室數(shù)據(jù)讓準(zhǔn)確率飆升30%
五滴血測出你的“衰老速度”，AI模型揭示壓力如何加速衰老
AI模型PFTSleep以高精度分析整夜睡眠數(shù)據(jù)
6G 網(wǎng)絡(luò)將像人類一樣思考
智能連體褲精準(zhǔn)監(jiān)測嬰兒運動發(fā)展
Unfold AI精準(zhǔn)預(yù)測前列腺癌治療效果，減少72%治療失敗
手機攝像頭實現(xiàn)高精度心率監(jiān)測
AI被視為“偉大機器”可能削弱國家安全危機應(yīng)對
手機拍照即可獲取食物的精確營養(yǎng)分析
谷歌推出AI co-scientist，旨在輔助科學(xué)家生成研究假設(shè)
腿式機器人通過強化學(xué)習(xí)框架成功學(xué)會滑板
麻省理工學(xué)院開發(fā)出多向彎曲人工肌肉
█大模型技術(shù)
多模態(tài)機器學(xué)習(xí)顯著提高欺騙檢測準(zhǔn)確性
開源AI模型在復(fù)雜醫(yī)療診斷中媲美頂級閉源模型
?-Decoding：自適應(yīng)前瞻采樣策略，平衡推理時的探索與利用
AI能力每7個月翻一番，未來5年或可自動化復(fù)雜軟件任務(wù)
KBLaM：將外部知識高效整合到大語言模型中的新方法
機器人也能泡咖啡，新框架讓機器人在不確定環(huán)境中完成任務(wù)
COBRA框架有效解決LLM訓(xùn)練中的惡意反饋問題
SEARCH-R1：讓語言模型更懂搜索與推理
階躍星辰開源Step-Video-TI2V：圖生視頻模型的新突破
█意識與腦機接口
抗生素治療腦植入物感染：短期有效，長期有害
貝葉斯算法解鎖視覺腦植入新可能
新方法PCA-ANFIS：準(zhǔn)確率高達(dá) 99.5%
醫(yī)療植入物的“指紋鎖”：物理動作確?；颊甙踩?/p>
神經(jīng)科學(xué)
Science：挑戰(zhàn)赫布理論，記憶形成的細(xì)胞和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)特征
記憶的形成和存儲是神經(jīng)科學(xué)中的一個核心問題，但其在細(xì)胞和亞細(xì)胞水平上的結(jié)構(gòu)特征尚未完全理解。斯克里普斯研究所的科學(xué)家馬科·烏蒂埃波、安東·馬克西莫夫及其同事通過先進的技術(shù)手段，揭示了小鼠大腦中記憶形成的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。研究還挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)學(xué)習(xí)理論中“一起放電的神經(jīng)元會相互連接”的觀點。
?這幅圖像展示了一個典型多突觸末梢的結(jié)構(gòu)，這是記憶痕跡的結(jié)構(gòu)特征。Credit: Maximov lab at Scripps Research
研究團隊結(jié)合了先進的遺傳工具、三維電子顯微鏡（3D-EM）和人工智能，重建了參與學(xué)習(xí)的神經(jīng)元連接圖，并詳細(xì)描述了這些神經(jīng)元及其在細(xì)胞和亞細(xì)胞水平上的結(jié)構(gòu)變化。研究發(fā)現(xiàn)，記憶痕跡的神經(jīng)元通過多突觸突觸小體（multi-synaptic boutons）重新組織與其他神經(jīng)元的連接。這種連接方式并不依賴于神經(jīng)元的同步激活，而是通過一種非典型的連接機制實現(xiàn)。此外，這些神經(jīng)元還重新組織了某些細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)，增強了與星形細(xì)胞的相互作用。這表明，記憶的形成可能更多地依賴于神經(jīng)元之間的結(jié)構(gòu)重組，而不是簡單的同步激活。
研究還發(fā)現(xiàn)，多突觸突觸小體的增加并不改變孤立神經(jīng)末梢和樹突棘的數(shù)量或空間分布。這意味著，記憶形成過程中的突觸連接變化是獨立于神經(jīng)元同步激活的，進一步挑戰(zhàn)了赫布理論的核心觀點。研究發(fā)表在 Science 上。
#神經(jīng)科學(xué) #記憶機制 #多突觸突觸小體 #三維電子顯微鏡 #人工智能
閱讀更多：
Uytiepo, Marco, et al. “Synaptic Architecture of a Memory Engram in the Mouse Hippocampus.” Science, vol. 387, no. 6740, Mar. 2025, p. eado8316. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/science.ado8316
Nature：鸚鵡大腦如何模仿人類語言？
鸚鵡能夠模仿人類語言，但其大腦如何實現(xiàn)這一功能尚不清楚。紐約大學(xué)格羅斯曼醫(yī)學(xué)院的研究團隊，通過記錄鸚鵡發(fā)聲時的大腦活動，首次揭示了鸚鵡大腦中與人類語言產(chǎn)生相似的神經(jīng)模式。
研究團隊使用高密度硅探針記錄了鸚鵡前腦區(qū)域AAC（ the central nucleus of the anterior arcopallium）的神經(jīng)活動，該區(qū)域直接投射到腦干的發(fā)聲運動神經(jīng)元。研究發(fā)現(xiàn)，AAC神經(jīng)元形成了反映發(fā)聲頻譜特性的功能性發(fā)聲運動圖譜，能夠系統(tǒng)性地表征音高并精確控制發(fā)聲。這一發(fā)現(xiàn)表明鸚鵡和人類在高級大腦活動與聲音產(chǎn)生之間存在相似的連接。研究還發(fā)現(xiàn)，AAC神經(jīng)元能夠系統(tǒng)性地表征不同的發(fā)聲特征（如諧波結(jié)構(gòu)和寬帶能量），并在群體水平上有序地表征音高。這一研究為理解語言產(chǎn)生的神經(jīng)機制提供了重要視角，未來可能有助于開發(fā)治療語言障礙的新方法。研究發(fā)表在 Nature 上。
#神經(jīng)科學(xué) #語言障礙 #鸚鵡大腦 #神經(jīng)機制 #語言產(chǎn)生
閱讀更多：
Yang, Zetian, and Michael A. Long. “Convergent Vocal Representations in Parrot and Human Forebrain Motor Networks.” Nature, Mar. 2025, pp. 1–8. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-08695-8
Nature：犯錯也有道理，感覺皮層在學(xué)習(xí)中的高階計算作用
傳統(tǒng)觀點認(rèn)為，動物學(xué)習(xí)速度較慢，且學(xué)習(xí)過程主要依賴于非感覺腦區(qū)的活動，而感覺皮層僅負(fù)責(zé)處理感覺輸入。然而，約翰霍普金斯大學(xué)的研究團隊通過觀察小鼠大腦中單個神經(jīng)元的活動，顛覆了這一假設(shè)。他們的研究發(fā)現(xiàn)，感覺皮層不僅參與感覺處理，還在學(xué)習(xí)過程中扮演關(guān)鍵角色，這一發(fā)現(xiàn)可能適用于包括人類在內(nèi)的所有動物物種。
?低秩張量分解揭示了與學(xué)習(xí)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)。Credit: Kishore Kuchibhotla et al
研究人員設(shè)計了一項聽覺go/no-go任務(wù)，訓(xùn)練小鼠在聽到特定音調(diào)（tone）時舔舐，而在聽到不同聲音時不舔舐。通過雙光子鈣成像技術(shù)，研究團隊記錄了小鼠聽覺皮層中神經(jīng)元的活動，并結(jié)合光遺傳學(xué)技術(shù)對特定腦區(qū)進行沉默實驗，以驗證這些區(qū)域在學(xué)習(xí)中的作用。
研究發(fā)現(xiàn)，小鼠在20到40次嘗試中就能學(xué)會任務(wù)，學(xué)習(xí)速度遠(yuǎn)超傳統(tǒng)假設(shè)中的“數(shù)千次嘗試”。這一結(jié)果表明，動物可能比我們想象的更聰明，且學(xué)習(xí)速度更快。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)活動主要發(fā)生在感覺皮層，而非高級認(rèn)知功能。
研究團隊進一步發(fā)現(xiàn)了兩類高階信號：獎勵預(yù)測信號：在訓(xùn)練初期，小鼠的聽覺皮層中迅速出現(xiàn)了一種與獎勵預(yù)測相關(guān)的信號，這種信號在早期錯誤行為中尤為明顯，但在小鼠成為“專家”后逐漸消失；舔舐抑制信號：另一組神經(jīng)元編碼了舔舐抑制行為，這些信號驅(qū)動了較慢的表現(xiàn)提升。
研究還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小鼠在任務(wù)中犯錯時，其大腦活動顯示它們已經(jīng)掌握了任務(wù)規(guī)則，只是在進行“邊界測試”，即嘗試不同的行為選項以探索更多可能性。這一發(fā)現(xiàn)表明，動物的錯誤行為可能并非由于無知，而是出于策略性探索。研究發(fā)表在 Nature 上。
#神經(jīng)科學(xué) #神經(jīng)機制與腦功能解析 #感覺皮層 #學(xué)習(xí)機制 #小鼠模型
閱讀更多：
Drieu, Céline, et al. “Rapid Emergence of Latent Knowledge in the Sensory Cortex Drives Learning.” Nature, Mar. 2025, pp. 1–11. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-08730-8
初級視覺皮層在視覺工作記憶中起關(guān)鍵作用
工作記憶是我們維持環(huán)境中信息的能力，是支持大多數(shù)高級認(rèn)知功能的基礎(chǔ)。盡管前額葉皮層被認(rèn)為在工作記憶中起重要作用，但最近的研究表明，初級視覺皮層（V1）也可能在其中扮演關(guān)鍵角色。為了驗證這一假設(shè)，Mrugank Dake和Clayton E. Curtis等研究人員使用經(jīng)顱磁刺激（TMS）干擾V1的神經(jīng)處理，并測量其對視覺工作記憶的影響。
研究團隊使用TMS在記憶保持期間干擾人類V1的神經(jīng)處理，并同時使用腦電圖測量其對工作記憶神經(jīng)生理特征的影響。研究發(fā)現(xiàn)，TMS干擾V1會顯著降低視覺工作記憶的準(zhǔn)確性，特別是在受刺激影響的視覺區(qū)域。EEG測量進一步證實，TMS不僅影響了記憶行為，還干擾了工作記憶的神經(jīng)生理特征。研究還發(fā)現(xiàn)，TMS在記憶保持階段產(chǎn)生的記憶缺陷與在編碼階段產(chǎn)生的缺陷同樣顯著。這表明V1不僅在視覺信息的編碼和早期鞏固中起作用，還在記憶的維持階段發(fā)揮關(guān)鍵作用。此外，研究通過嚴(yán)格控制實驗條件，排除了TMS對其他腦區(qū)（如前額葉皮層）的間接影響，進一步支持了V1在工作記憶中的必要性。這些結(jié)果為“感覺招募模型”提供了直接因果證據(jù)，表明V1在維持準(zhǔn)確的工作記憶表征中起著重要作用。研究發(fā)表在 Nature Communications 上。
#認(rèn)知科學(xué) #記憶機制 #視覺工作記憶 #經(jīng)顱磁刺激 #腦電圖
閱讀更多：
Dake, Mrugank, and Clayton E. Curtis. “Perturbing Human V1 Degrades the Fidelity of Visual Working Memory.” Nature Communications, vol. 16, no. 1, Mar. 2025, p. 2675. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-025-57882-8
大腦如何學(xué)會躲避危險？科學(xué)家揭示關(guān)鍵神經(jīng)機制
加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）的研究團隊發(fā)表了一項研究，揭示了大腦發(fā)育過程中控制回避行為的神經(jīng)結(jié)構(gòu)變化。研究團隊由Laura DeNardo領(lǐng)導(dǎo)，通過行為實驗、病毒表達(dá)技術(shù)、纖維光度法和光遺傳學(xué)等方法，研究了小鼠在不同發(fā)育階段（幼年、青少年和成年）對威脅的回避行為及其神經(jīng)機制。
?藍(lán)色顯示 mPFC 軸突的圖像（軸突為洋紅色，黃色為突觸前鈕扣，藍(lán)色為神經(jīng)元核）。Credit: Nature Neuroscience (2025).
研究團隊首先設(shè)計了一種行為實驗，模擬青少年小鼠的冒險行為，發(fā)現(xiàn)幼年和青少年小鼠的威脅回避水平低于成年小鼠。隨后，他們使用病毒表達(dá)技術(shù)將分子遞送到小鼠大腦中，結(jié)合纖維光度法（fiber photometry，一種監(jiān)測活體動物大腦神經(jīng)元活動的技術(shù)）和光遺傳學(xué)，追蹤和操縱小鼠的神經(jīng)活動。
研究發(fā)現(xiàn)，mPFC通路在成年小鼠中對威脅和安全線索的編碼更強，而NAc和BLA的活動模式在不同年齡組之間更為相似。通過光遺傳學(xué)技術(shù)，研究人員精確調(diào)控了mPFC通路的活動，發(fā)現(xiàn)不同發(fā)育階段的mPFC通路與NAc和BLA的細(xì)胞類型連接方式不同，導(dǎo)致各年齡段的行為功能差異。研究還發(fā)現(xiàn)，mPFC-NAc通路的突觸強度逐漸增強，而mPFC-BLA通路的突觸強度在成年后才發(fā)生變化。這些發(fā)現(xiàn)揭示了大腦發(fā)育過程中神經(jīng)通路的異質(zhì)性變化如何影響行為適應(yīng)。研究發(fā)表在 Nature Neuroscience 上。
#神經(jīng)科學(xué) #神經(jīng)機制與腦功能解析 #大腦發(fā)育 #回避行為 #光遺傳學(xué)
閱讀更多：
Klune, Cassandra B., et al. “Developmentally Distinct Architectures in Top–down Pathways Controlling Threat Avoidance.” Nature Neuroscience, Feb. 2025, pp. 1–13. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-025-01890-w
氧氣在早期神經(jīng)發(fā)育中的關(guān)鍵作用
氧氣在大腦早期神經(jīng)發(fā)育中起著至關(guān)重要的作用，尤其是在血管系統(tǒng)完全建立之前。為了深入研究氧氣在神經(jīng)發(fā)育中的作用，Yuan-Hsuan Liu、Meng-Ting Chung、Hsi-Chieh Lin、Tse-Ang Lee等研究人員使用人腦類器官模型，結(jié)合多組學(xué)分析，揭示了氧氣在早期神經(jīng)發(fā)生中的關(guān)鍵作用。
研究團隊構(gòu)建了人腦類器官（hCOs）模型，并使用基于釕的氧敏感熒光微珠和頻域熒光壽命成像顯微鏡（FD-FLIM）進行時間推移的類器官內(nèi)氧張力測量。FD-FLIM具有寬場能力，能夠以最小的激發(fā)光劑量快速測量熒光壽命，并對環(huán)境光噪聲具有出色的免疫力，適合長期監(jiān)測。此外，研究還結(jié)合了共聚焦顯微鏡和單細(xì)胞RNA測序進行多組學(xué)分析，以研究早期神經(jīng)發(fā)育過程中的細(xì)胞反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，在類器官發(fā)育的第4至6周期間，氧張力顯著升高，這一時期對早期神經(jīng)發(fā)育至關(guān)重要。通過多組學(xué)分析，研究團隊從功能、基因型、表型和蛋白質(zhì)組學(xué)角度揭示了氧氣在早期神經(jīng)發(fā)生中的作用。研究發(fā)表在 Science Advances 上。
#神經(jīng)科學(xué) #跨學(xué)科整合 #氧氣張力 #人腦類器官 #多組學(xué)分析
閱讀更多：
Liu, Yuan-Hsuan, et al. “Shaping Early Neural Development by Timed Elevated Tissue Oxygen Tension: Insights from Multiomic Analysis on Human Cerebral Organoids.” Science Advances, vol. 11, no. 11, Mar. 2025, p. eado1164. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/sciadv.ado1164
大腦從出生起就具有靈活性，經(jīng)由經(jīng)驗塑造功能區(qū)域
大腦中專門用于識別面孔、物體、單詞和地點的區(qū)域是如何形成的？是由遺傳密碼預(yù)先決定，還是由經(jīng)驗和環(huán)境影響而形成？斯坦福大學(xué)Wu & Tsai神經(jīng)科學(xué)研究所的研究人員及其國際合作伙伴對此進行了深入研究。來自Kalanit Grill-Spector教授實驗室的Emily Kubota，發(fā)現(xiàn)盡管大腦組織的白質(zhì)連接從出生時就存在，但大腦生來具有靈活性，經(jīng)驗也在塑造功能區(qū)域。
研究團隊使用定制的嬰兒MRI線圈和先進的擴散磁共振成像（dMRI）技術(shù)，對從出生到六個月大的嬰兒大腦進行了掃描，并與成人大腦進行了比較。研究發(fā)現(xiàn)，腹側(cè)顳葉皮層（VTC）區(qū)域從出生起就具有獨特的白質(zhì)連接，這些連接的組織方式預(yù)示著未來功能區(qū)域的發(fā)展。特別是，預(yù)定成為面部和詞區(qū)域的VTC區(qū)域從出生開始就擁有更多從視覺場中心傳遞高分辨率細(xì)節(jié)的連接，而預(yù)定成為空間敏感區(qū)域的區(qū)域則從更多連接到外圍視覺區(qū)域開始。研究發(fā)表在 Nature Human Behaviour 上。
#神經(jīng)科學(xué) #神經(jīng)機制與腦功能解析 #大腦發(fā)育 #白質(zhì)連接 #腹側(cè)顳葉皮層
閱讀更多：
Kubota, Emily, et al. “White Matter Connections of Human Ventral Temporal Cortex Are Organized by Cytoarchitecture, Eccentricity and Category-Selectivity from Birth.” Nature Human Behaviour, Mar. 2025, pp. 1–16. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41562-025-02116-6
海馬體通過組合與回放構(gòu)建未來行為
海馬體在記憶、想象和構(gòu)建性推理中起著關(guān)鍵作用。最近的研究表明，海馬體的神經(jīng)元反應(yīng)可以通過狀態(tài)空間模型來解釋，這些模型模擬了經(jīng)驗之間的轉(zhuǎn)換。為了調(diào)和這些觀點，Jacob J. W. Bakermans等研究人員通過模擬和海馬體記錄，展示了如果狀態(tài)空間是從現(xiàn)有構(gòu)建塊或原語中組合構(gòu)建的，海馬體反應(yīng)可以被解釋為組合記憶，將這些原語綁定在一起。這一發(fā)現(xiàn)使代理能夠在沒有新學(xué)習(xí)的情況下在新環(huán)境中表現(xiàn)出最優(yōu)行為，直接從組合中推斷行為。
海馬體細(xì)胞提供了預(yù)學(xué)習(xí)構(gòu)建塊的組合，指定了它們在當(dāng)前經(jīng)驗中的排列。這意味著海馬體不再需要自己學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)換，因為這些轉(zhuǎn)換是從構(gòu)建塊的動力學(xué)中繼承的。此外，研究還表明，在探索過程中形成這些組合的記憶為未來行為提供了理想的狀態(tài)空間。
如果構(gòu)建塊具有前向模型，則可以通過回放（replay）離線形成記憶，從而使代理能夠有效地為未來行為構(gòu)建組合狀態(tài)空間。實驗數(shù)據(jù)支持了這一組合機制，表明當(dāng)發(fā)現(xiàn)新的結(jié)構(gòu)元素時，回放會構(gòu)建一個組合記憶，嵌入到該地標(biāo)的向量中。計算模型（如REMERGE和Tolman-Eichenbaum machine, TEM）此前已經(jīng)表明，海馬體中的聯(lián)合編碼支持泛化，但本文的模型通過形成結(jié)構(gòu)-結(jié)構(gòu)聯(lián)合，從結(jié)構(gòu)構(gòu)建塊中組合狀態(tài)空間，從而能夠泛化行為。
研究還提出了回放在構(gòu)建新皮質(zhì)原語中的作用，特別是在睡眠中通過生成訓(xùn)練樣本來學(xué)習(xí)組合策略。這種組合推理是人類和動物認(rèn)知的基本屬性，未來在認(rèn)知和神經(jīng)反應(yīng)的模型中，組合推理將扮演越來越重要的角色。研究發(fā)表在 Nature Neuroscience 上。
#神經(jīng)科學(xué) #記憶機制 #海馬體 #組合推理 #回放
閱讀更多：
Bakermans, Jacob J. W., et al. “Constructing Future Behavior in the Hippocampal Formation through Composition and Replay.” Nature Neuroscience, Mar. 2025, pp. 1–12. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-025-01908-3
睡眠中的“記憶增強器”：慢波上升期刺激提升運動記憶
記憶鞏固是大腦在睡眠期間通過特定的腦電波活動增強記憶的過程。Judith Nicolas、Bradley R. King、David Lévesque等研究人員通過閉環(huán)靶向記憶重激活（CL-TMR）技術(shù)，研究了慢波（SO）不同階段對運動記憶鞏固的影響。
研究采用功能性磁共振成像和腦電圖技術(shù)，在31名健康年輕參與者學(xué)習(xí)運動序列時記錄其大腦活動，并在隨后的睡眠期間通過EEG實時檢測慢波，并在慢波的不同階段（上升期、下降期）播放與學(xué)習(xí)任務(wù)相關(guān)的聲音刺激。結(jié)果顯示，上升期刺激顯著提高了運動表現(xiàn)，增加了慢波振幅和sigma波段功率，并增強了與任務(wù)相關(guān)的海馬和紋狀體-皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的活動。研究發(fā)表在 Nature Communications 上。
#神經(jīng)科學(xué) #記憶機制 #閉環(huán)靶向記憶重激活 #慢波 #運動記憶
閱讀更多：
Nicolas, Judith, et al. “Unraveling the Neurophysiological Correlates of Phase-Specific Enhancement of Motor Memory Consolidation via Slow-Wave Closed-Loop Targeted Memory Reactivation.” Nature Communications, vol. 16, no. 1, Mar. 2025, p. 2644. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-025-57602-2
大腦折疊的力學(xué)密碼：軸突如何選擇路徑？
大腦的折疊和軸突連接是大腦發(fā)育的關(guān)鍵過程，但這兩者之間的力學(xué)關(guān)系尚不清楚。賓漢姆頓大學(xué)的Mir Jalil Razavi及其團隊，包括Akbar Solhtalab和Ali H. Foroughi，以及哈佛醫(yī)學(xué)院和波士頓兒童醫(yī)院的Lana Pierotich，提出了一個動態(tài)模型，揭示了大腦皮層折疊和軸突連接發(fā)展之間的復(fù)雜力學(xué)行為。
?動態(tài)生長和折疊雙層系統(tǒng)中纖維的動態(tài)增長與路徑尋找。Credit: Nature Communications (2025).
研究團隊提出了“軸突重新定向”的概念，并制定了一個力學(xué)模型來揭示皮層折疊和連接發(fā)展之間聯(lián)系的多尺度力學(xué)。通過模擬結(jié)合軸突束重新定向和應(yīng)力誘導(dǎo)生長，研究發(fā)現(xiàn)軸突在腦回（gyri）中的密度遠(yuǎn)高于在腦溝（sulci）。這是由于軸突在腦白質(zhì)內(nèi)受到拉伸或壓縮力時，其生長方式不同。軸突更喜歡處于張力狀態(tài)而不是壓縮狀態(tài)，盡管它們在更堅硬的環(huán)境中生長得更快，但它們傾向于向更柔軟的環(huán)境中移動。研究發(fā)表在 Nature Communications 上。
#神經(jīng)科學(xué) #預(yù)測模型構(gòu)建 #大腦健康 #軸突連接 #大腦折疊
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Solhtalab, Akbar, et al. “Stress Landscape of Folding Brain Serves as a Map for Axonal Pathfinding.” Nature Communications, vol. 16, no. 1, Jan. 2025, p. 1187. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-025-56362-3
人工操作神經(jīng)細(xì)胞控制雄性小鼠性行為
為了揭示驅(qū)動動物性行為的因素，北京生命科學(xué)研究所和日本筑波大學(xué)的研究人員研究了雄性小鼠在性行為過程中直至射精的一系列動作中的大腦活動。研究顯示負(fù)責(zé)兩種化學(xué)物質(zhì)——多巴胺和乙酰膽堿之間愉悅的大腦區(qū)域中的復(fù)雜舞蹈，控制著性行為的進展。
?圖形顯示雄性小鼠從爬跨到射精期間腦內(nèi)激素波動。Credit: Miyasaka et al., Neuron
研究團隊將能夠檢測神經(jīng)遞質(zhì)的熒光傳感器注入雄性小鼠的伏隔核，觀察大腦釋放多巴胺和乙酰膽堿的情況。研究發(fā)現(xiàn)，在性行為過程中，乙酰膽堿和多巴胺的釋放與小鼠的推擠動作同步波動，多巴胺的濃度在性行為的不同階段發(fā)揮了重要作用。在插入過程中，表達(dá)兩種主要多巴胺受體的神經(jīng)細(xì)胞（D2R 和 D1R）的活性低于平時。如果在插入過程中研究人員人工激活 D1R 細(xì)胞，小鼠會立即回到爬跨階段。如果激活 D2R 神經(jīng)細(xì)胞，小鼠將完全停止參與性行為。研究發(fā)表在 Neuron 上。
#神經(jīng)科學(xué) #神經(jīng)機制與腦功能解析 #多巴胺 #乙酰膽堿 #性行為
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Miyasaka, Ai, et al. “Sequential Transitions of Male Sexual Behaviors Driven by Dual Acetylcholine-Dopamine Dynamics.” Neuron, vol. 0, no. 0, Mar. 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.neuron.2025.01.032
突觸可塑性新規(guī)則揭示記憶形成的動態(tài)機制
突觸可塑性被認(rèn)為是大腦存儲記憶的關(guān)鍵機制，但傳統(tǒng)觀點認(rèn)為神經(jīng)元同時放電會增強連接，單獨放電會減弱連接。芝加哥大學(xué)的Mark Sheffield和Antoine Madar等人通過研究小鼠海馬體位置細(xì)胞的活動，發(fā)現(xiàn)行為時間尺度突觸可塑性（BTSP）比傳統(tǒng)規(guī)則更能解釋記憶形成的動態(tài)變化。
研究人員記錄了小鼠在熟悉和新環(huán)境中奔跑時海馬體位置細(xì)胞的活動，并構(gòu)建了計算模型來模擬這些活動。通過比較不同的突觸可塑性規(guī)則，他們發(fā)現(xiàn)行為時間尺度突觸可塑性能夠更好地解釋位置細(xì)胞的動態(tài)變化。BTSP觸發(fā)的事件在學(xué)習(xí)新環(huán)境時更為頻繁，且能夠驅(qū)動神經(jīng)元表征的持續(xù)漂移。研究還發(fā)現(xiàn)，BTSP在海馬體CA3區(qū)域的發(fā)生頻率低于CA1區(qū)域，且表現(xiàn)不同。研究發(fā)表在 Nature Neuroscience 上。
#神經(jīng)科學(xué) #記憶機制 #突觸可塑性 #計算模型 #海馬體
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Madar, Antoine D., et al. “Synaptic Plasticity Rules Driving Representational Shifting in the Hippocampus.” Nature Neuroscience, Mar. 2025, pp. 1–13. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-025-01894-6
大腦4D成像技術(shù)揭示視聽信息處理機制
大腦如何無縫整合多感官信息以形成連貫感知一直是一個未解之謎。西安大略大學(xué)的Yalda Mohsenzadeh和Yu (Brandon) Hu團隊通過開發(fā)一種新的4D成像技術(shù)，揭示了大腦在處理視聽信息時的獨特機制。
?實驗設(shè)計及數(shù)據(jù)分析方案。Credit: Communications Biology (2025).
研究團隊使用功能性磁共振成像和腦電圖技術(shù)，對參與者觀看60個自然場景視頻片段時的腦活動進行了記錄和分析。結(jié)果顯示，大腦的初級視覺皮層對視覺和低級聽覺輸入都有反應(yīng)，而初級聽覺皮層僅處理聽覺信息。這種不對稱的跨模態(tài)交互表明，視覺信息在感知中占據(jù)主導(dǎo)地位。研究還發(fā)現(xiàn)，高層次的概念和語義信息在多感官聯(lián)合區(qū)域后期出現(xiàn)，進一步揭示了跨模態(tài)整合的復(fù)雜性。通過與雙分支深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的比較，研究強調(diào)了早期跨模態(tài)連接在構(gòu)建生物合理的視聽感知模型中的重要性。研究發(fā)表在 Communications Biology 上。
#神經(jīng)科學(xué) #計算模型與人工智能模擬 #大腦信號解析 #4D成像技術(shù) #視聽信息處理
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Hu, Yu, and Yalda Mohsenzadeh. “Neural Processing of Naturalistic Audiovisual Events in Space and Time.” Communications Biology, vol. 8, no. 1, Jan. 2025, pp. 1–16. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s42003-024-07434-5
不可預(yù)測的童年環(huán)境如何影響大腦發(fā)育？
童年逆境對全球超過一半的兒童產(chǎn)生影響，并顯著增加成年后認(rèn)知和心理健康問題的風(fēng)險。加州大學(xué)歐文分校的Tallie Z. Baram和Matthew Birnie等學(xué)者通過綜述研究，發(fā)現(xiàn)童年逆境對大腦發(fā)育具有深遠(yuǎn)影響。
?壓力的維度。Credit: Neuron (2025).
研究通過綜述現(xiàn)有文獻(xiàn)，結(jié)合動物模型和分子生物學(xué)技術(shù)，探討童年壓力對大腦發(fā)育的影響機制。研究發(fā)現(xiàn)，兒童早期環(huán)境的不可預(yù)測性（如不穩(wěn)定的感官輸入）對神經(jīng)發(fā)育有重要影響。此外，壓力通過表觀遺傳機制改變神經(jīng)元基因表達(dá)，并干擾大腦網(wǎng)絡(luò)的成熟過程。研究還發(fā)現(xiàn)，糖皮質(zhì)激素和促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素等分子在壓力對大腦的影響中起關(guān)鍵作用。這些發(fā)現(xiàn)為開發(fā)針對性的干預(yù)策略提供了新思路。研究發(fā)表在 Neuron 上。
#神經(jīng)科學(xué) #心理健康與精神疾病 #童年逆境 #表觀遺傳機制 #糖皮質(zhì)激素
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Birnie, Matthew T., and Tallie Z. Baram. “The Evolving Neurobiology of Early-Life Stress.” Neuron, vol. 0, no. 0, Mar. 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.neuron.2025.02.016
兩個大腦區(qū)域爭奪記憶的控制權(quán)
記憶的形成和更新涉及多個大腦區(qū)域的復(fù)雜互動，尤其是藍(lán)斑（LC）和腹側(cè)被蓋區(qū)（VTA）對海馬體突觸可塑性的調(diào)控。德國波鴻魯爾大學(xué)的Hardy Hagena和Denise Manahan-Vaughan團隊通過光遺傳學(xué)技術(shù)，揭示了這兩個區(qū)域如何通過競爭影響記憶的形成。
研究團隊使用光遺傳學(xué)技術(shù)對實驗大鼠進行基因改造，使其特定神經(jīng)細(xì)胞可以通過光激活或失活。通過激活VTA，研究人員觀察到海馬體的長期增強，即突觸傳遞能力的增強；而激活LC則導(dǎo)致長期抑制，即突觸傳遞能力的減弱。這些效應(yīng)具有頻率依賴性，表明VTA和LC通過不同的神經(jīng)遞質(zhì)（多巴胺和去甲腎上腺素）調(diào)控海馬體的突觸可塑性，從而影響記憶的形成和更新。研究還發(fā)現(xiàn)，VTA和LC的競爭機制在決定記憶內(nèi)容方面起關(guān)鍵作用，特別是在處理情感和空間信息時。研究發(fā)表在 PNAS 上。
#神經(jīng)科學(xué) #記憶機制 #光遺傳學(xué) #突觸可塑性 #海馬體
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Hagena, Hardy, and Denise Manahan-Vaughan. “Oppositional and Competitive Instigation of Hippocampal Synaptic Plasticity by the VTA and Locus Coeruleus.” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 122, no. 1, Jan. 2025, p. e2402356122. pnas.org (Atypon), https://doi.org/10.1073/pnas.2402356122
光聲成像揭示大腦學(xué)習(xí)新信息的獨特模式
韋恩州立大學(xué)的研究團隊使用光聲成像技術(shù)探索大腦如何響應(yīng)不同類型的學(xué)習(xí)和體驗。該研究由James Matchynski、Shane Perrine和Alana Conti領(lǐng)導(dǎo)，并與伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校生物醫(yī)學(xué)工程系的同事合作。研究發(fā)現(xiàn)，恐懼條件組的大鼠前額葉皮層表現(xiàn)出獨特的Fos依賴性信號強度模式。
?Credit: Photoacoustics (2024).
研究團隊使用光聲成像（photoacoustic imaging，利用光學(xué)和聲學(xué)在生物組織中產(chǎn)生信號的技術(shù)）結(jié)合模式識別分析，觀察大鼠前額葉皮層（PFC）在條件性恐懼學(xué)習(xí)中的神經(jīng)元活動。結(jié)果顯示，恐懼條件組的大鼠前額葉皮層表現(xiàn)出獨特的Fos依賴性信號強度模式，而其他實驗組（如行為幼稚組和假條件組）則沒有這種模式。這表明，只有高度協(xié)調(diào)的學(xué)習(xí)任務(wù)才能在前額葉皮層中引發(fā)同質(zhì)的活動模式。研究發(fā)表在 Photoacoustics 上。
#神經(jīng)科學(xué) #大腦信號解析 #光聲成像 #模式識別 #前額葉皮層
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“Use of Pattern Recognition in Photoacoustic Imaging to Identify Neuronal Ensembles in the Prefrontal Cortex of Rats Undergoing Conditioned Fear Learning.” Photoacoustics, vol. 41, Feb. 2025, p. 100680. www.sciencedirect.com, https://doi.org/10.1016/j.pacs.2024.100680
認(rèn)知科學(xué)
Nature：自然行為是通過多巴胺介導(dǎo)的強化學(xué)習(xí)得來的
自然行為（如說話或行走）通常通過試錯學(xué)習(xí)獲得，而多巴胺在這一過程中扮演關(guān)鍵角色。Jonathan Kasdin等研究人員研究了幼年斑胸草雀的歌曲學(xué)習(xí)過程，揭示了多巴胺如何通過強化學(xué)習(xí)機制驅(qū)動行為改進。
研究團隊使用纖維光度測定法（fibre photometry）追蹤了幼年斑胸草雀在Area X（與唱歌相關(guān)的基底神經(jīng)節(jié)區(qū)域）中的多巴胺活動。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)幼鳥的鳴叫音節(jié)更接近成年版本時，多巴胺活動增強；而當(dāng)音節(jié)偏離成年版本時，多巴胺活動被抑制。此外，多巴胺活動能夠預(yù)測歌曲的未來演變，表明多巴胺驅(qū)動行為。多巴胺活動與當(dāng)前表現(xiàn)和近期表現(xiàn)歷史的對比一致，支持其在強化學(xué)習(xí)模型中編碼預(yù)測誤差的假設(shè)。這一發(fā)現(xiàn)表明，復(fù)雜的自然行為可以通過多巴胺介導(dǎo)的強化學(xué)習(xí)獲得。研究發(fā)表在 Nature 上。
#認(rèn)知科學(xué) #神經(jīng)機制與腦功能解析 #多巴胺 #強化學(xué)習(xí) #斑胸草雀
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Kasdin, Jonathan, et al. “Natural Behaviour Is Learned through Dopamine-Mediated Reinforcement.” Nature, Mar. 2025, pp. 1–8. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-08729-1
Nature：大腦使用“基函數(shù)”高效處理復(fù)雜社交決策
在復(fù)雜的社會環(huán)境中，大腦如何高效處理多人互動？Marco K. Wittmann、Yongling Lin、Deng Pan等研究人員組成的團隊通過功能性磁共振成像（fMRI）和行為實驗，揭示了背內(nèi)側(cè)前額葉皮層（dmPFC）和前扣帶皮層（ACC）在社交決策中的關(guān)鍵作用。
研究團隊設(shè)計了多項實驗，包括fMRI實驗和行為實驗。在fMRI實驗中，參與者完成了一個多人的社交決策任務(wù)，研究人員通過fMRI記錄了他們在決策過程中dmPFC和ACC的活動。行為實驗則用于驗證fMRI實驗的結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn)，dmPFC和ACC使用了一組有限的基函數(shù)，這些基函數(shù)以壓縮的形式總結(jié)了可能的社交互動。基函數(shù)與社交互動類型相關(guān)，而不是與個體身份相關(guān)。
研究結(jié)果顯示，基函數(shù)在決策過程中被靈活地組合使用，幫助參與者高效地處理復(fù)雜的社交信息。例如，在群體決策中，基函數(shù)能夠?qū)⒍鄠€個體的表現(xiàn)壓縮為簡單的數(shù)值差異，從而快速指導(dǎo)決策。此外，行為實驗驗證了基函數(shù)在決策中的重要性，表明基函數(shù)的使用顯著提高了決策的準(zhǔn)確性。研究還發(fā)現(xiàn)，基函數(shù)的編碼方式與視覺和運動領(lǐng)域中的抽象編碼方式類似，表明大腦在處理復(fù)雜信息時采用了跨領(lǐng)域的通用策略。
進一步的分析表明，基函數(shù)的使用不僅提高了決策效率，還減少了計算負(fù)擔(dān)。通過將復(fù)雜的社交信息壓縮為低維度的基函數(shù)，大腦能夠更快速地做出反應(yīng)，尤其是在需要同時處理多個個體互動的場景中。研究還通過控制實驗驗證了基函數(shù)在非社交任務(wù)中的適用性，表明這種編碼方式可能是一種通用的信息處理機制。研究發(fā)表在 Nature 上。
#認(rèn)知科學(xué) #預(yù)測模型構(gòu)建 #社交決策 #基函數(shù) #fMRI
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Wittmann, Marco K., et al. “Basis Functions for Complex Social Decisions in Dorsomedial Frontal Cortex.” Nature, Mar. 2025, pp. 1–11. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-08705-9
Science：為什么我們不記得嬰兒時期的事情？
成年人無法回憶起嬰兒時期的特定事件，這一現(xiàn)象被稱為“嬰兒失憶癥”。耶魯大學(xué)的 Nick Turk-Browne 和 Tristan Yates 團隊通過功能性磁共振成像，發(fā)現(xiàn)嬰兒海馬體能夠編碼記憶，但記憶檢索機制的不成熟可能是導(dǎo)致失憶癥的原因。
研究團隊向 4 個月到 2 歲的嬰兒展示新圖像，并通過功能性磁共振成像記錄其海馬體活動。隨后，研究人員測試嬰兒是否能夠識別之前看過的圖像。結(jié)果顯示，嬰兒海馬體的活動強度與其記憶能力相關(guān)，尤其是在海馬體后部（靠近后腦勺的區(qū)域），這一區(qū)域與成人的情景記憶密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，12 個月以上的嬰兒記憶編碼能力更強，表明嬰兒失憶癥可能是由于記憶檢索機制的不成熟，而非記憶編碼能力的缺失。這一發(fā)現(xiàn)為理解嬰兒記憶的形成和消失提供了新視角。研究結(jié)果發(fā)表在 Science 上。
#認(rèn)知科學(xué) #記憶機制 #嬰兒失憶癥 #海馬體 #fMRI
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Ramsaran, Adam I., and Paul W. Frankland. “Babies Form Fleeting Memories.” Science, vol. 387, no. 6740, Mar. 2025, pp. 1253–54. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/science.adw1923
Yates, Tristan S., et al. “Hippocampal Encoding of Memories in Human Infants.” Science, vol. 387, no. 6740, Mar. 2025, pp. 1316–20. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/science.adt7570
前額葉皮層之外：人類大腦獨特性的新視角
人類大腦的獨特性一直是神經(jīng)科學(xué)研究的核心問題。之前研究人員認(rèn)為前額葉皮層是區(qū)分人類與非人類靈長類動物的關(guān)鍵。但牛津大學(xué)的 Rogier Mars 和馬賽大學(xué)的 Katherine Bryant 團隊通過比較人類、黑猩猩和獼猴的大腦皮層組織，發(fā)現(xiàn)了人類大腦在顳葉和頂葉連接模式上（情緒和社會行為）的獨特性，挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)觀點。
?這張圖像突出了（紅色）左右腦半球在比較后表現(xiàn)出高度差異的行為領(lǐng)域。上方顯示的是人類和大猩猩之間差異最大的領(lǐng)域。下方顯示的是人類和獼猴之間差異最大的領(lǐng)域。Credit: Bryant et al., JNeurosci 2025
研究團隊使用白質(zhì)圖譜（white matter atlases）創(chuàng)建了連接藍(lán)圖，量化比較了人類、黑猩猩和獼猴的大腦皮層組織。研究發(fā)現(xiàn)，人類在顳葉和頂葉的連接模式上具有獨特性，這些區(qū)域與語言處理和社會認(rèn)知密切相關(guān)。此外，前額葉皮層的組織也顯示出獨特性，但研究結(jié)果表明，顳葉和頂葉的進化在塑造人類能力中起到了同樣重要的作用。通過功能腦激活的元數(shù)據(jù)分析，研究進一步將這些解剖學(xué)差異與人類行為聯(lián)系起來，表明這些區(qū)域的連接模式可能是人類獨特行為的基礎(chǔ)。研究發(fā)表在 Journal of Neuroscience上。
#認(rèn)知科學(xué) #神經(jīng)機制與腦功能解析 #語言處理 #社會認(rèn)知 #大腦進化
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Bryant, Katherine L., et al. “Connectivity Profile and Function of Uniquely Human Cortical Areas.” Journal of Neuroscience, Feb. 2025. www.jneurosci.org, https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2017-24.2025
注視行為決定你如何描述世界
不同的人在觀看同一場景時，是否會形成不同的感知？為了探索這一問題，Diana Kollenda、Anna-Sophia Reher和Benjamin de Haas等研究人員展開了一項研究，發(fā)現(xiàn)個體的注視行為能夠預(yù)測其場景描述的差異。
研究團隊讓參與者自由觀看100個自然場景，并記錄他們的注視行為和場景描述。通過計算參與者之間的注視分布相似性（dwell time distributions）和描述語義相似性（semantic similarity），研究團隊發(fā)現(xiàn)，注視模式相似的參與者，其場景描述也更為相似，尤其是在名詞使用上。例如，對文字和人臉的注視傾向與其描述中提及這些內(nèi)容的頻率顯著相關(guān)。此外，這種注視與描述的關(guān)系在不同場景中具有一致性，表明個體的注視行為與其感知方式之間存在穩(wěn)定的聯(lián)系。研究發(fā)表在 Scientific Reports 上。
#認(rèn)知科學(xué) #預(yù)測模型構(gòu)建 #注視行為 #場景描述 #個體差異
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Kollenda, Diana, et al. “Individual Gaze Predicts Individual Scene Descriptions.” Scientific Reports, vol. 15, no. 1, Mar. 2025, p. 9443. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41598-025-94056-4
一晚好覺，記憶順序更清晰
睡眠對記憶鞏固的作用已被廣泛研究，但其如何影響現(xiàn)實世界經(jīng)歷的記憶仍不明確。多倫多大學(xué)貝克萊斯特研究與教育學(xué)院羅特曼研究所的Brian Levine、Nicholas B. Diamond和Stephanie Simpson團隊通過沉浸式藝術(shù)之旅實驗，發(fā)現(xiàn)睡眠不僅能保護記憶，還能顯著增強對事件順序的記憶準(zhǔn)確性。
?研究設(shè)計概述。Credit: Nature Human Behaviour (2025).
研究采用Baycrest Tour（一種沉浸式音頻導(dǎo)覽藝術(shù)之旅）作為實驗范式，參與者參觀后接受記憶測試，測試內(nèi)容包括對細(xì)節(jié)（如畫作顏色）和序列（如畫作順序）的記憶。測試分別在參觀后立即、第二天、一周后和一個月后進行。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過一晚睡眠后，參與者對游覽順序的記憶顯著增強，且這種優(yōu)勢在后續(xù)測試中持續(xù)存在。研究還通過多導(dǎo)睡眠圖（polysomnography）監(jiān)測參與者的腦活動，發(fā)現(xiàn)慢波睡眠（slow-wave sleep，一種深度睡眠階段）的持續(xù)時間和神經(jīng)生理特征（如紡錘波-慢波耦合）與記憶增強相關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)表明，睡眠通過特定的神經(jīng)機制主動增強了順序記憶的準(zhǔn)確性。研究發(fā)表在 Nature Human Behaviour 上。
#認(rèn)知科學(xué) #記憶機制 #慢波睡眠 #沉浸式實驗 #神經(jīng)機制與腦功能解析
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Diamond, N. B., et al. “Sleep Selectively and Durably Enhances Memory for the Sequence of Real-World Experiences.” Nature Human Behaviour, Mar. 2025, pp. 1–12. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41562-025-02117-5
疾病與健康
7T MRI技術(shù)為耐藥性癲癇患者帶來手術(shù)希望
難治性癲癇患者中，許多人在傳統(tǒng)3T MRI掃描中無法檢測到明確的病變，這限制了手術(shù)治療的可行性。劍橋大學(xué)沃爾夫森腦成像中心與巴黎薩克雷大學(xué)的研究人員合作，開發(fā)了一種新型并行傳輸（parallel transmit）7T MRI技術(shù)，顯著提高了病變檢測的準(zhǔn)確性，改變了58%患者的治療方案。
?同一參與者的 3T 和 7T 掃描結(jié)果對比。Credit: P Simon Jones, University of Cambridge
研究團隊對31名3T MRI掃描結(jié)果陰性或不確定的癲癇手術(shù)候選者進行了并行傳輸7T MRI和傳統(tǒng)單傳輸（CP）7T MRI的對比掃描。掃描包括T1、T2、FLAIR（流體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)）和EDGE（邊緣增強梯度回波）圖像，所有圖像均在0.8毫米的各向同性空間內(nèi)獲取。兩名神經(jīng)放射科醫(yī)生、一名神經(jīng)科醫(yī)生和一名神經(jīng)外科醫(yī)生對圖像質(zhì)量進行了獨立評估。
結(jié)果顯示，7T MRI在9名患者中發(fā)現(xiàn)了之前未見的病變，并在4名患者中確認(rèn)了3T MRI的疑似病變。并行傳輸7T MRI在57%的病例中比單傳輸7T MRI提供了更清晰的圖像，且從未表現(xiàn)更差。18名患者（58%）的治療方案因此改變，其中9名患者接受了手術(shù)切除，1名患者接受了激光間質(zhì)熱療法（LITT）。研究發(fā)表在 Epilepsia 上。
#神經(jīng)技術(shù) #個性化醫(yī)療 #癲癇 #并行傳輸MRI #7T MRI
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Klodowski, Krzysztof, et al. Parallel Transmit 7 T MRI for Adult Epilepsy Pre‐surgical Evaluation. Mar. 2025. www.repository.cam.ac.uk, https://doi.org/10.1111/epi.18353
過早絕經(jīng)可能讓女性更易患阿爾茨海默病
阿爾茨海默?。ˋD）患者中三分之二為女性，但其性別差異的原因尚不明確。多倫多大學(xué)和Sunnybrook健康科學(xué)中心的研究團隊發(fā)現(xiàn)，過早絕經(jīng)和突觸健康較差可能增加女性患AD的風(fēng)險。研究分析了268名女性的數(shù)據(jù)，揭示了早絕經(jīng)女性突觸健康與認(rèn)知能力下降速度加快之間的強烈聯(lián)系。
?絕經(jīng)期年齡與突觸生物標(biāo)志物以及 tau 纏結(jié)的協(xié)同關(guān)聯(lián)。Credit: Science Advances (2025).
研究利用Rush大學(xué)記憶與衰老項目的數(shù)據(jù)，分析了女性絕經(jīng)年齡與突觸健康標(biāo)志物（如complexin-1、complexin-II和SNARE蛋白相互作用）之間的關(guān)系。研究調(diào)整了年齡、教育年限、β淀粉樣蛋白等因素。結(jié)果顯示，早絕經(jīng)女性的突觸健康較差與認(rèn)知能力下降更快和tau蛋白纏結(jié)增加顯著相關(guān)。此外，接受激素治療的女性中，這種關(guān)系較弱，表明激素治療可能對大腦健康具有保護作用。研究發(fā)表在 Science Advances 上。
#大腦健康 #疾病預(yù)防 #突觸健康 #阿爾茨海默病 #激素治療
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Wood Alexander, Madeline, et al. “The Interplay between Age at Menopause and Synaptic Integrity on Alzheimer’s Disease Risk in Women.” Science Advances, vol. 11, no. 10, Mar. 2025, p. eadt0757. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/sciadv.adt0757
炎癥信使IL-12如何加速大腦衰老
隨著大腦衰老，小膠質(zhì)細(xì)胞逐漸失去保護作用并分泌炎癥信使IL-12，可能加速阿爾茨海默病（AD）的進展。柏林夏里特大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的 Frank Heppner 和馬克斯·德爾布呂克分子醫(yī)學(xué)中心的 Nikolaus Rajewsky 領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊，通過單細(xì)胞分析技術(shù)揭示了IL-12在AD中的關(guān)鍵作用。
?共培養(yǎng)神經(jīng)元形成的神經(jīng)纖維（粉色）和覆蓋這些神經(jīng)纖維的少突膠質(zhì)細(xì)胞（白色）。細(xì)胞核被染成藍(lán)色。Credit: Heppner lab, Charité—Universit?tsmedizin Berlin.
研究團隊使用單細(xì)胞RNA測序技術(shù)，分析了超過80,000個細(xì)胞核的RNA，并重建了細(xì)胞間的通訊。他們發(fā)現(xiàn)IL-12主要損害少突膠質(zhì)細(xì)胞（oligodendrocytes，產(chǎn)生髓鞘的細(xì)胞）和中間神經(jīng)元（interneurons，負(fù)責(zé)認(rèn)知和記憶的神經(jīng)元）。阻斷IL-12信號通路可以減緩疾病進展，恢復(fù)髓鞘穩(wěn)態(tài)并挽救中間神經(jīng)元的損失。研究還通過小鼠模型和人類組織驗證了這一機制。研究發(fā)表在 Nature Aging 上。
#大腦健康 #神經(jīng)機制與腦功能解析 #IL-12 #阿爾茨海默病 #單細(xì)胞RNA測序
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Schneeberger, Shirin, et al. “Interleukin-12 Signaling Drives Alzheimer’s Disease Pathology through Disrupting Neuronal and Oligodendrocyte Homeostasis.” Nature Aging, Mar. 2025, pp. 1–20. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s43587-025-00816-2
七種基因和十三種藥物：延緩大腦衰老的新希望
延緩衰老是預(yù)防疾病和延長壽命的有效策略，大腦衰老模式對整體人類衰老有顯著影響。Sanjukta Mondal領(lǐng)導(dǎo)的團隊利用英國生物樣本庫的數(shù)據(jù)進行研究，發(fā)現(xiàn)了七種基因和13種藥物可以減緩大腦衰老。
?13 種藥物和補充劑針對和對抗大腦衰老基因。Credit: Science Advances (2025).
研究人員使用深度學(xué)習(xí)模型分析近3.9萬名參與者的MRI掃描、生活方式數(shù)據(jù)、健康記錄和遺傳信息，以確定導(dǎo)致大腦年齡差（BAG）擴大的特定基因。研究發(fā)現(xiàn)七種基因（MAPT、TNFSF12、GZMB、SIRPB1、GNLY、NMB和C1RL）是大腦衰老的潛在靶點，并確定了13種可以重新用于減緩大腦衰老的藥物和補充劑，包括氫化可的松、睪酮、雙氯芬酸和二甲雙胍。研究發(fā)表在 Science Advances 上。
#大腦健康 #個性化醫(yī)療 #深度學(xué)習(xí) #基因靶點 #藥物開發(fā)
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Yi, Fan, et al. “Genetically Supported Targets and Drug Repurposing for Brain Aging: A Systematic Study in the UK Biobank.” Science Advances, vol. 11, no. 11, Mar. 2025, p. eadr3757. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/sciadv.adr3757
每天一件新鮮事，讓老年人記憶和情緒都變好
疫情期間的隔離導(dǎo)致老年人缺乏刺激體驗，增加了認(rèn)知衰退和情緒問題的風(fēng)險。多倫多大學(xué)的Morgan Barense和Melissa E. Meade團隊研究發(fā)現(xiàn)，每天進行一種新體驗可以顯著提升記憶力和情緒，尤其對老年人有益。
研究在2020年夏季封鎖期間，招募了18名平均年齡71歲的健康老年人，使用基于神經(jīng)科學(xué)的智能手機應(yīng)用HippoCamera（模擬大腦海馬體處理和存儲記憶的方式）記錄和回放670個獨特和日常事件。參與者每天記錄至少一個事件，并進行一次回放。研究發(fā)現(xiàn)，獨特事件比日常事件更能被詳細(xì)回憶，且與更高的積極情緒、更少的無聊感和更快的時間感知相關(guān)。研究還表明，即使是小改變，如走不同的路線，也能顯著改善記憶和情緒。研究發(fā)表在 Scientific Reports 上。
#認(rèn)知科學(xué) #健康管理與壽命延長 #記憶機制 #HippoCamera #經(jīng)驗多樣性
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Meade, Melissa E., et al. “Unique Events Improve Episodic Richness, Enhance Mood, and Alter the Perception of Time during Isolation.” Scientific Reports, vol. 14, no. 1, Nov. 2024, p. 29439. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41598-024-80591-z
女性更易患 PTSD？新研究揭示創(chuàng)傷后關(guān)鍵腦部變化
創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙（PTSD）不僅影響親歷創(chuàng)傷者，也影響目睹創(chuàng)傷者，但后者的大腦機制尚未被充分研究。弗吉尼亞理工大學(xué)的 Yeeun Bae、Morgan Patrick 和 Tim Jarome 等人通過研究揭示了目睹創(chuàng)傷與親歷創(chuàng)傷在分子水平上的差異，并發(fā)現(xiàn)性別在腦部反應(yīng)中的重要差異。
研究團隊使用嚙齒類動物的間接恐懼學(xué)習(xí)（IFL）模型，觀察大鼠如何通過觀看同伴經(jīng)歷創(chuàng)傷來形成恐懼記憶。通過蛋白質(zhì)組學(xué)分析，研究人員發(fā)現(xiàn)，目睹創(chuàng)傷會在大腦的杏仁核、前扣帶回皮層和壓后皮層（retrosplenial cortex）中引發(fā)獨特的蛋白質(zhì)降解模式。與直接經(jīng)歷創(chuàng)傷相比，間接獲得型恐懼記憶的蛋白質(zhì)降解模式顯著不同，且存在性別差異。女性大腦對間接創(chuàng)傷的反應(yīng)更為敏感，這可能與 K-63 泛素化蛋白（K-63 ubiquitin，一種與蛋白質(zhì)降解相關(guān)的分子）的作用有關(guān)。
研究還發(fā)現(xiàn)，觀察者大鼠（通過觀看同伴經(jīng)歷創(chuàng)傷而間接獲得恐懼記憶）的壓后皮層中的 Egr2 和 c-fos 表達(dá)與演示者大鼠（直接經(jīng)歷創(chuàng)傷）相似，但與偽條件化大鼠（即沒有形成恐懼記憶）顯著不同。表明壓后皮層在恐懼記憶的形成中可能是一個關(guān)鍵腦區(qū)，尤其是在間接獲得恐懼記憶的過程中。研究發(fā)表在 PLOS ONE 上。
#大腦健康 #心理健康與精神疾病 #性別差異 #蛋白質(zhì)降解 #創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙
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Navabpour, Shaghayegh, et al. “Indirectly Acquired Fear Memories Have Distinct, Sex-Specific Molecular Signatures from Directly Acquired Fear Memories.” PLOS ONE, vol. 19, no. 12, Dec. 2024, p. e0315564. PLoS Journals, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0315564
無法預(yù)測的疼痛更痛
疼痛感知不僅受實際刺激影響，還與大腦的預(yù)測能力密切相關(guān)。奧胡斯大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)系的 Francesca Fardo 及其團隊通過研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)大腦無法預(yù)測疼痛時，即使刺激無害，疼痛感也會顯著增強。這一發(fā)現(xiàn)為疼痛管理提供了新的科學(xué)依據(jù)。
?計算參數(shù)的微觀結(jié)構(gòu)大腦相關(guān)性（omega 和 zeta 對比）。Credit: Science Advances (2025).
研究團隊結(jié)合腦成像技術(shù)和計算機建模，對 300 名參與者進行了實驗。實驗中，參與者被要求預(yù)測前臂將感受到的溫度刺激（溫暖或寒冷），但有時會同時接受兩種刺激，引發(fā)熱烤架錯覺（thermal grill illusion），即無害刺激被感知為灼痛。通過定量微觀結(jié)構(gòu)腦成像，研究人員發(fā)現(xiàn)，不確定性會激活大腦中與預(yù)測和決策相關(guān)的區(qū)域（如楔前葉、后扣帶回、小腦、基底節(jié)和腦干），從而加劇疼痛感知。研究結(jié)果表明，大腦在面對不確定性時傾向于“謹(jǐn)慎行事”，即使沒有實際危險，也會增強疼痛感。研究發(fā)表在 Science Advances 上。
#認(rèn)知科學(xué) #疼痛 #預(yù)測模型構(gòu)建 #大腦信號解析 #健康管理與壽命延長
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Ehmsen, Jesper Fischer, et al. “Thermosensory Predictive Coding Underpins an Illusion of Pain.” Science Advances, vol. 11, no. 11, Mar. 2025, p. eadq0261. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/sciadv.adq0261
TDP-43基因缺失：神經(jīng)退行性疾病的新線索
康涅狄格大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究團隊發(fā)現(xiàn)，TDP-43基因水平降低可能與阿爾茨海默病、肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS）和額顳葉癡呆（FTD）等神經(jīng)退行性疾病有關(guān)。研究由Omar Moustafa Fathy領(lǐng)導(dǎo)，在Patrick A. Murphy的實驗室進行，并與Riqiang Yan合作。研究揭示了內(nèi)皮細(xì)胞在疾病中的關(guān)鍵作用。
?對具有內(nèi)皮細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞富集的人體組織樣品進行單核分析。Credit: Nature Neuroscience (2025).
研究團隊開發(fā)了一種創(chuàng)新方法，從冷凍組織中富集內(nèi)皮細(xì)胞，并應(yīng)用inCITE-seq技術(shù)，首次在人體組織中直接測量單細(xì)胞中的蛋白質(zhì)水平信號反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，上述疾病的內(nèi)皮細(xì)胞在TDP-43水平上存在顯著降低，這可能是導(dǎo)致血腦屏障（BBB）功能障礙的關(guān)鍵因素。研究發(fā)表在 Nature Neuroscience 上。
#大腦健康 #神經(jīng)機制與腦功能解析 #TDP-43 #內(nèi)皮細(xì)胞 #血腦屏障
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Omar, Omar M. F., et al. “Endothelial TDP-43 Depletion Disrupts Core Blood–Brain Barrier Pathways in Neurodegeneration.” Nature Neuroscience, Mar. 2025, pp. 1–12. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-025-01914-5
月經(jīng)周期不影響認(rèn)知能力？最新研究打破長期誤解
長期以來，關(guān)于月經(jīng)周期是否影響女性認(rèn)知能力的迷思和猜測廣泛存在。為了澄清這一問題，澳大利亞墨爾本大學(xué)、新加坡南洋理工大學(xué)和美國奧林商學(xué)院的 Daisung Jang、Jack Zhang 和 Hillary Anger Elfenbein 進行了一項大規(guī)模的薈萃分析，結(jié)果顯示月經(jīng)周期并未對女性的認(rèn)知能力產(chǎn)生顯著影響。
研究團隊對 102 項涉及 3,943 名女性的研究進行了元分析，這些研究在女性月經(jīng)周期的不同階段對其進行了認(rèn)知測試。研究人員使用 Hedges’ g 作為效應(yīng)量指標(biāo)，評估了月經(jīng)周期不同階段的認(rèn)知表現(xiàn)差異。盡管在跨研究比較時遇到了一些困難，如樣本量小和自我報告數(shù)據(jù)多，但研究未發(fā)現(xiàn)任何證據(jù)表明女性在月經(jīng)周期的任何階段認(rèn)知能力發(fā)生變化。研究還分別檢查了速度和準(zhǔn)確性指標(biāo)，未發(fā)現(xiàn)任何階段的顯著差異。這一發(fā)現(xiàn)可能有助于消除關(guān)于月經(jīng)周期影響認(rèn)知能力的誤解。研究發(fā)表在 PLOS ONE 上。
#認(rèn)知科學(xué) #健康管理與壽命延長 #月經(jīng)周期 #薈萃分析
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Sevim, Gulin Yatagan, et al. “Mindfulness Mediates the Association between Chronotype and Depressive Symptoms in Young Adults.” PLOS ONE, vol. 20, no. 3, Mar. 2025, p. e0319915. PLoS Journals, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0319915
前額葉和顳葉萎縮與語言記憶下降直接相關(guān)
語言記憶是人類認(rèn)知功能的重要組成部分，但其神經(jīng)機制尚不完全清楚。倫敦大學(xué)學(xué)院的研究團隊通過一項新研究，揭示了大腦中與語言記憶相關(guān)的關(guān)鍵區(qū)域及其在顳葉癲癇患者中的變化。研究團隊包括神經(jīng)科醫(yī)生和神經(jīng)外科醫(yī)生，他們發(fā)現(xiàn)前額葉、顳葉和扣帶回皮層的萎縮與語言記憶能力下降顯著相關(guān)。
?圖形摘要。Credit: Brain Communications (2025).
研究團隊使用高分辨率MRI掃描測量了84名顳葉癲癇患者和43名健康人的大腦結(jié)構(gòu)，重點關(guān)注前額葉、顳葉、扣帶回皮層和海馬體的大小和形狀。通過標(biāo)準(zhǔn)化神經(jīng)心理學(xué)測試，研究人員評估了參與者的語言記憶能力，并發(fā)現(xiàn)這些區(qū)域的灰質(zhì)體積減少與記憶表現(xiàn)下降顯著相關(guān)。特別是在海馬體中，齒狀回（dentate gyrus）、CA4和CA3亞區(qū)的體積較小與較差的記憶能力相關(guān)。研究結(jié)果表明，語言記憶依賴于一個分布廣泛的大腦網(wǎng)絡(luò)，這一發(fā)現(xiàn)為顳葉癲癇患者的神經(jīng)外科治療提供了重要參考，幫助醫(yī)生在手術(shù)中避免損害與記憶相關(guān)的關(guān)鍵區(qū)域。研究發(fā)表在 Brain Communications 上。
#大腦健康 #記憶機制 #顳葉癲癇 #語言記憶 #神經(jīng)外科
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Fiore, Giorgio, et al. “Cortico-Hippocampal Networks Underpin Verbal Memory Encoding in Temporal Lobe Epilepsy.” Brain Communications, vol. 7, no. 2, Apr. 2025, p. fcaf067. Silverchair, https://doi.org/10.1093/braincomms/fcaf067
TikTok 上的ADHD錯誤信息影響年輕人認(rèn)知
不列顛哥倫比亞大學(xué)的研究團隊發(fā)現(xiàn)，TikTok上關(guān)于注意力缺陷/多動障礙（ADHD）的內(nèi)容存在大量錯誤信息，這些信息正在影響年輕人對ADHD的認(rèn)知。研究由臨床心理學(xué)博士生Vasileia Karasavva領(lǐng)導(dǎo)，團隊分析了100個最受歡迎的ADHD相關(guān)TikTok視頻，發(fā)現(xiàn)其中不到一半的內(nèi)容與臨床診斷指南相符。
?標(biāo)簽詞云。Credit: Karasavva et al.
研究采用了兩部分方法。首先，兩位ADHD專家評估了100個最受歡迎的#ADHD TikTok視頻的準(zhǔn)確性、細(xì)微差別和整體質(zhì)量。其次，843名本科生（包括無ADHD、自我診斷ADHD和正式診斷ADHD的個體）被調(diào)查他們的TikTok使用習(xí)慣，并評估了心理學(xué)家評出的最高和最低分的視頻。
結(jié)果顯示，盡管這些視頻非常受歡迎，但其中關(guān)于ADHD癥狀的陳述不到50%與《精神障礙診斷與統(tǒng)計手冊》（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders）一致。觀看更多ADHD相關(guān)TikTok內(nèi)容的年輕人更傾向于推薦這些視頻，并且高估了ADHD在普通人群中的普遍性和嚴(yán)重性。研究發(fā)表在 PLOS One 上。
#認(rèn)知科學(xué) #心理健康與精神疾病 #ADHD #TikTok #錯誤信息
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Karasavva, Vasileia, et al. “A Double-Edged Hashtag: Evaluation of #ADHD-Related TikTok Content and Its Associations with Perceptions of ADHD.” PLOS ONE, vol. 20, no. 3, Mar. 2025, p. e0319335. PLoS Journals, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0319335
夜貓子更容易患抑郁癥
晚睡的人（晚型人）比早起的人（晨型人）更容易出現(xiàn)抑郁癥狀，但其原因尚不明確。英國薩里大學(xué)的Simon Evans及其團隊通過一項新研究，探討了正念、睡眠質(zhì)量和酒精消費等因素在這一關(guān)聯(lián)中的作用。
研究團隊通過在線問卷收集了546名大學(xué)生的數(shù)據(jù)，包括他們的睡眠模式、正念水平（mindfulness，指對當(dāng)下經(jīng)驗的非評判性覺察）、沉思傾向、酒精使用以及抑郁和焦慮水平。研究發(fā)現(xiàn)，晚型人患抑郁癥的風(fēng)險顯著更高，這種關(guān)聯(lián)可以通過正念水平較低、睡眠質(zhì)量較差以及酒精消費量較高來解釋。晚型人的睡眠質(zhì)量較差，酒精消費量更高，且正念水平較低。研究還指出，盡管研究設(shè)計為橫斷面，無法證明因果關(guān)系，但針對正念、睡眠和酒精使用的干預(yù)措施可能有助于降低年輕人患抑郁癥的風(fēng)險。研究發(fā)表在 PLOS One 上。
#大腦健康 #心理健康與精神疾病 #正念 #睡眠質(zhì)量 #酒精消費
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Sevim, Gulin Yatagan, et al. “Mindfulness Mediates the Association between Chronotype and Depressive Symptoms in Young Adults.” PLOS ONE, vol. 20, no. 3, Mar. 2025, p. e0319915. PLoS Journals, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0319915
貧窮加速衰老：血液蛋白質(zhì)揭示健康不平等機制
社會劣勢是否直接影響生物衰老過程一直是科學(xué)界關(guān)注的焦點。倫敦大學(xué)學(xué)院（UCL）的Mika Kivimaki、斯坦福大學(xué)的Tony Wyss-Coray和UCL健康老齡化研究所的Linda Partridge等研究人員通過分析超過80萬人的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)社會經(jīng)濟條件較差的人群血液中與衰老相關(guān)的蛋白質(zhì)水平較高，患66種與年齡相關(guān)疾病的風(fēng)險也顯著增加。
研究基于四項大型縱向研究（Whitehall II、英國生物樣本庫、芬蘭公共部門研究、美國社區(qū)動脈粥樣硬化研究），采用高級血漿蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，分析了社會經(jīng)濟條件與血液中循環(huán)蛋白質(zhì)的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，社會經(jīng)濟條件較差的人群血液中14種與衰老相關(guān)的蛋白質(zhì)（如DNAJB9、F2、HSPA1A）水平顯著變化，這些蛋白質(zhì)與炎癥和細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)相關(guān)。社會經(jīng)濟劣勢人群患66種與年齡相關(guān)疾病的風(fēng)險平均增加20%，其中2型糖尿病、肝病、心臟病等疾病的風(fēng)險甚至增加兩倍以上。研究人員估計，社會經(jīng)濟優(yōu)勢人群疾病風(fēng)險降低的39%可能與這些蛋白質(zhì)有關(guān)。研究發(fā)表在 Nature Medicine 上。
#認(rèn)知科學(xué) #疾病預(yù)防 #健康管理與壽命延長 #社會不平等 #蛋白質(zhì)組學(xué)
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Kivim?ki, Mika, et al. “Social Disadvantage Accelerates Aging.” Nature Medicine, Mar. 2025, pp. 1–9. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41591-025-03563-4
深部腦刺激顯著減少孤獨癥兒童自殘行為
孤獨癥譜系障礙（ASD）兒童的嚴(yán)重自殘行為（SIB）可能導(dǎo)致永久性身體傷害甚至死亡，且現(xiàn)有治療方法效果有限。多倫多大學(xué)病童醫(yī)院、生物醫(yī)學(xué)工程研究所和醫(yī)學(xué)科學(xué)院的研究團隊探索了深部腦刺激（DBS）在治療SIB中的潛力。研究結(jié)果表明，DBS不僅安全可行，還能顯著減少自殘行為并改善生活質(zhì)量。
?（A）參與者招募和處置的 CONSORT 圖；（B）研究時間表和程序；（C）電極定位在伏隔核 (NAc) 的核心（淺藍(lán)色）和外殼（深藍(lán)色）內(nèi)。在一名患有多種基線腦異常的參與者中，左側(cè)深部腦刺激 (DBS) 電極似乎位于此標(biāo)準(zhǔn)空間模板中的 NAc 側(cè)面。Credit: Biological Psychiatry (2024).
研究團隊對6名7-14歲患有嚴(yán)重SIB的兒童進行了I期臨床試驗，通過DBS刺激伏隔核。研究人員使用可穿戴技術(shù)量化運動，并通過PET掃描評估大腦代謝變化。結(jié)果顯示，DBS治療后，兒童的自殘行為顯著減少，生活質(zhì)量得到改善。PET掃描還發(fā)現(xiàn)，與SIB相關(guān)的腦區(qū)（如丘腦、紋狀體和顳島皮層）代謝活動降低，表明DBS通過調(diào)節(jié)神經(jīng)回路發(fā)揮作用。研究發(fā)表在 Biological Psychiatry 上。
#神經(jīng)技術(shù) #神經(jīng)調(diào)控 #自閉癥 #深部腦刺激 #自殘行為
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Gorodetsky, Carolina, et al. “Deep Brain Stimulation of the Nucleus Accumbens for Severe Self-Injurious Behavior in Children: A Phase I Pilot Trial.” Biological Psychiatry, vol. 0, no. 0, Dec. 2024. www.biologicalpsychiatryjournal.com, https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2024.12.001
失眠果蠅記憶力更強，揭示睡眠與記憶的微妙平衡
睡眠對認(rèn)知功能和壽命至關(guān)重要，但睡眠與記憶之間的信號通路尚不明確。德國柏林自由大學(xué)的Sheng Huang、Stephan Sigrist及其團隊通過研究果蠅失眠癥（inc）突變體，揭示了PKA信號通路在平衡睡眠和記憶功能中的作用，并發(fā)現(xiàn)記憶過度可能導(dǎo)致睡眠缺失。
?inc 突變體中的過度記憶功能無法通過 PKA 操作恢復(fù)。Credit: Huang S, et al., 2025, PLOS Biology
研究團隊使用果蠅失眠癥突變體，通過基因修飾劑篩選發(fā)現(xiàn)PKA信號通路（Protein Kinase A signaling pathway，一種調(diào)節(jié)細(xì)胞功能的信號通路）特異性介導(dǎo)睡眠缺陷。實驗表明，inc突變體盡管嚴(yán)重缺乏睡眠，但在嗅覺學(xué)習(xí)和記憶任務(wù)中表現(xiàn)更好。降低PKA信號可以部分恢復(fù)睡眠和壽命，但會進一步加劇記憶過度和蘑菇體（mushroom body，果蠅大腦中負(fù)責(zé)記憶和睡眠調(diào)節(jié)的區(qū)域）過度生長。研究揭示了PKA信號在平衡睡眠和記憶功能中的作用，并為神經(jīng)發(fā)育障礙（如孤獨癥）提供了潛在機制聯(lián)系。研究發(fā)表在 PLOS Biology 上。
#認(rèn)知科學(xué) #記憶機制 #PKA信號通路 #孤獨癥 #睡眠調(diào)節(jié)
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Huang, Sheng, et al. “Enhanced Memory despite Severe Sleep Loss in Drosophila Insomniac Mutants.” PLOS Biology, vol. 23, no. 3, Mar. 2025, p. e3003076. PLoS Journals, https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003076
視錯覺不再是難題，專業(yè)訓(xùn)練可以顯著減少
醫(yī)學(xué)成像專家在解決視覺錯覺方面表現(xiàn)出色，研究表明，通過培訓(xùn)可以改善視覺感知能力。這項研究由東英吉利大學(xué)等四所英國大學(xué)的研究團隊進行，首次證明人們可以通過訓(xùn)練更好地解決視覺錯覺，這在以前被認(rèn)為幾乎是不可能的。
?在這種相對大小感知的艾賓浩斯錯覺中，左邊的橙色圓圈看起來比右邊的橙色圓圈大，但實際上它小了 10%。Credit: Scientific Reports (2025).
研究團隊測試了44名放射技師和放射科醫(yī)生，并與107名非專家的對照組進行了比較。參與者被要求完成Ebbinghaus、Ponzo、Müller-Lyer和Shepard Tabletops視覺錯覺的強制選擇任務(wù)，任務(wù)中的物體大小差異不同，測試他們的尺寸辨別能力。結(jié)果顯示，醫(yī)學(xué)成像專家在所有視覺錯覺中（除了Shepard Tabletops）的敏感性顯著降低，表明他們的視覺感知能力更強。研究還發(fā)現(xiàn)，通過訓(xùn)練，人們可以更好地解決視覺錯覺，這為未來培訓(xùn)醫(yī)學(xué)圖像分析師提供了可能。研究發(fā)表在 Scientific Reports 上。
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Wincza, Radoslaw, et al. “Specific Visual Expertise Reduces Susceptibility to Visual Illusions.” Scientific Reports, vol. 15, no. 1, Mar. 2025, p. 5948. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41598-025-88178-y
AI驅(qū)動科學(xué)
Nature：AI工具助力科研論文錯誤檢測，提升科學(xué)文獻(xiàn)質(zhì)量
近年來，人工智能工具在科研領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，尤其是在檢測科研論文中的錯誤方面。這一趨勢源于去年媒體廣泛報道的黑塑料廚具含有致癌阻燃劑的事件，后來發(fā)現(xiàn)該研究存在數(shù)學(xué)錯誤，導(dǎo)致風(fēng)險被夸大。這一事件促使研究人員開發(fā)了兩種AI工具，用于檢測科研論文中的錯誤。第一個項目是“Black Spatula Project”，由哥倫比亞卡塔赫納的獨立AI研究員Joaquin Gulloso協(xié)調(diào)，團隊包括八名活躍開發(fā)者和數(shù)百名志愿者顧問。第二個項目是“YesNoError”，由AI企業(yè)家Matt Schlicht創(chuàng)立，該項目通過專用加密貨幣資助，目標(biāo)更為宏大。
這兩個項目都使用大型語言模型來檢測論文中的錯誤，包括事實錯誤、計算錯誤、方法論錯誤和引用錯誤。系統(tǒng)首先從論文中提取信息，包括表格和圖像，然后生成一組復(fù)雜的指令（稱為“提示”），指導(dǎo)“推理”模型尋找特定類型的錯誤。模型可能會多次分析同一篇論文，以交叉檢查結(jié)果。Black Spatula Project已經(jīng)分析了約500篇論文，發(fā)現(xiàn)了大量錯誤，但尚未公開這些錯誤。YesNoError在兩個月內(nèi)分析了超過37,000篇論文，并在其網(wǎng)站上標(biāo)記了存在缺陷的論文，盡管許多錯誤尚未經(jīng)過人工驗證。兩個項目都希望研究人員和期刊在提交和發(fā)表前使用這些工具，以避免錯誤和欺詐進入科學(xué)文獻(xiàn)。研究發(fā)表在 Nature 上。
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Gibney, Elizabeth. “AI Tools Are Spotting Errors in Research Papers: Inside a Growing Movement.” Nature, Mar. 2025. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/d41586-025-00648-5
新型憶阻器突破人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)“災(zāi)難性遺忘”難題
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在學(xué)習(xí)新任務(wù)時常常會遺忘舊任務(wù)，這種現(xiàn)象被稱為“災(zāi)難性遺忘”。為了解決這一問題，尤利希研究中心的Ilia Valov團隊與德國和中國的研究人員合作，開發(fā)了一種基于全新電化學(xué)機制的新型憶阻器。這種憶阻器不僅更穩(wěn)定，還能在模擬和數(shù)字模式下工作，為解決災(zāi)難性遺忘問題提供了新途徑。
?新型憶阻器示意圖。Credit: Nature Communications (2025).
研究團隊設(shè)計了一種基于燈絲電導(dǎo)率變化機制（filament conductivity change mechanism, FCM）的憶阻器。與傳統(tǒng)的電化學(xué)金屬化（ECM）和價帶變化機制（VCM）不同，F(xiàn)CM憶阻器通過金屬氧化物的氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)穩(wěn)定的電阻切換。這種設(shè)計避免了傳統(tǒng)憶阻器中的肖特基勢壘（Schottky barrier）調(diào)制問題，顯著提高了器件的化學(xué)和電氣穩(wěn)定性。
研究團隊通過電學(xué)測試、透射電子顯微鏡（TEM）和光譜分析驗證了FCM憶阻器的性能。結(jié)果顯示，這種憶阻器具有寬電壓窗口、高溫穩(wěn)定性和低切換電壓，能夠在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)高精度的模式識別。在多個圖像數(shù)據(jù)集的模擬實驗中，F(xiàn)CM憶阻...
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