腦科學日報|腦細胞生長模式;網絡遊戲過度使用背後的神經機制

1,《Nature》子刊!斯坦福大學最新發現!華人團隊首次揭秘腦細胞生長模式的數學規則,為人造器官鋪路


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神經元分佈計算模型

斯坦福大學首次利用最先進的顯微鏡和數學模型發現了控制腦細胞生長的模式,該研究於3月9號發表在《Nature Physics》上。研究人員希望利用這項技術,找到指導身體細胞生長模式,為人造組織和器官鋪平道路。

研究人員選擇了扁形蟲大腦,它可以在每次截肢後重新長出一個新腦袋。王波教授和他實驗室的研究生們使用熒光染料標記了扁形蟲中不同類型的神經元。然後,他們使用高分辨率顯微鏡捕獲整個大腦的圖像,並分析提取了指導其構建的數學規則。他們發現每個神經元周圍約有十幾個與自己相似的細胞,其中散佈著其他種類的神經元。這種獨特的排列方式意味著每個神經元都是獨一無二的,與不同類型的互補神經元緊密合作完成任務。

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2,Science子刊封面:“殭屍”腦細胞發育的全新神經元

弗朗西斯·克里克研究所(Francis Crick Institute)、洛桑大學(UNIL)和馬克斯普朗克化學生態學研究所(Max-Planck Institute for Chemical econology)在Science Advances發表文章,大腦發育過程中阻止了一些神經元死亡,這些“殭屍”細胞也可以正常發育成有功能的神經元。

Science Advances報道如果阻止這些細胞的死亡,後面它們會發展出新的神經元網絡,但其作用和特性與果蠅原來的神經元完全不同。“從進化的角度來看,我們的結果表明,神經系統改變細胞死亡模式,可促進新結構和功能特性進化,從而使一個物種適應環境中新的壓力,”該文章的作者,洛桑大學整合基因組學中心的小組負責人Richard Benton說。

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3,Cell子刊:遲發性AD的第二大危險因素BIN1蛋白,也是影響大腦空間記憶整合的關鍵!


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神經元BIN1調節突觸前神經遞質的釋放

BIN1(Bridging integrator 1)是BAR蛋白家族的一員,全基因組研究結果表明,BIN1也是遲發性阿爾茨海默症(AD)的重要發病因素。近日,由南佛羅里達健康大學(USF Health)莫薩尼醫學院的Gopal Thinakaran博士和芝加哥大學的研究者合作領導該研究工作,發現了BIN1在突觸前調節中的非冗餘作用,神經元中BIN1丟失會導致大腦空間記憶整合受損。該研究成果發表在《Cell Reports》期刊上。

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4,浙大Theranostics:對靈長類動物皮層血管進行NIR-II熒光顯微成像


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大腦的血管結構可以提供有關精神和神經功能及疾病的信息。與傳統的可見光模式和近紅外模式相比,NIR-II熒光成像具有更少的光散射,是一種更好的皮層血管檢測方法。浙江大學Anna Wang Roe教授、奚望副研究員、錢駿教授合作採用經臨床驗證的染料吲哚菁綠(ICG)進行NIR-II熒光成像,開發了兩種用於獼猴腦部血管成像的NIR-II熒光顯微鏡系統。

第一種是高時間分辨率的寬視野顯微鏡,用於測量血流速度和心臟脈衝週期;第二種是高空間分辨率的共聚焦顯微鏡,用於獲得皮層微血管網絡的三維圖像。

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5,虛擬現實在斑馬魚神經活動分析中的應用

瑞士弗里德里希·米歇爾研究所Rainer W. Friedrich和Kuo-Hua Huang研究組合作取得一項新突破。他們利用虛擬現實系統,分析了成年斑馬魚的神經活動和行為。這一研究成果於3月2日發表在《自然—方法學》雜誌上。

研究人員針對受到光學限制的成年斑馬魚頭部開發了高分辨率的虛擬現實系統,該虛擬斑馬魚表現出幼魚未表現出的認知行為。研究人員通過多光子鈣成像以無創方式測量了整個斑馬魚背腦的活動。

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6,網絡遊戲過度使用背後的神經機制


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VBM結果發現LOL組在前額葉皮層區域具有較低的灰質體積


1月16日和2月28日,何清華教授與加州州立大學Turel教授聯合團隊論文分別被《Brain Imaging and Behavior》(神經影像領域排名第五)和《Addiction Biology》(物質成癮領域排名第二)接收,這兩篇論文分別從大腦結構和功能角度揭示了網絡遊戲過度使用背後的神經機制。

發表在《Brain Imaging and Behavior》上的論文采用分析了26個英雄聯盟(LOL)玩家和26個非玩家的大腦結構差異。這些LOL玩家每天至少玩3小時以上,平均具有8年以上的視頻遊戲經驗。數據分析採用了時下最流行的Cat12,VBM結果發現LOL組雙側腹側前額葉皮層和左背外側前額葉皮層以及左側頂葉小葉的灰質體積小於控制組,隨後DBM分析、皮層厚度分析和腦溝深度分析都印證了這些結果。

發表在《Addiction Biology》上的論文則採用線索任務和功能成像分析考察了LOL組和正常組在功能上的差異,該論文還緊密聯繫腦島皮層——一個在成癮行為中具有重要作用的腦區——進行。

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7,關於反社會行為與大腦結構的隊列研究

既往小樣本橫斷面研究發現反社會行為人群的額葉內側、眶額、前額葉背外側、扣帶回、顳葉皮質區的面積和厚度較小,此區域與執行功能、調節功能相關。青春期限制性反社會行為僅出現在青春期,被認為是由於青少年生理年齡成熟度與承擔責任之間的差距所造成的。因為該群體在青春期前的神經心理發展和家庭環境因素是正常的,他們在成年後不再有反社會行為,所以神經心理損傷與青春期限制性反社會行為相關性並不大。本研究旨在探究持續性、青春期限制性反社會行為是否與異常大腦結構相關。

研究結果表明,較小面積的大腦皮層和較薄的皮質厚度與執行功能、調節功能障礙呈正相關,在持續性反社會行為群體中較小面積和較薄皮質是反社會行為的預測因素。青春期限制性反社會行為組的面積較小和厚度較薄區域僅限於右顳葉的兩個區域,而在持續性反社會行為群體中擴展到邊緣系統、額葉。另外在持續性反社會行為組中,兒童時期的神經心理功能較差,從而預測了他們以後的反社會行為。

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8,白天特別容易打盹嗎?這可能是癌症等疾病的早期跡象

在日常生活中,我們經常會看到很多老年人,不僅晚上睡得早,而且早上起的也特別早,白天也特別精神。不過,也有一些老年人,即使在晚上有了充足的睡眠,但第二天仍然會犯困,時不時的打盹。事實上,這並不是一個好的跡象,在美國神經病學學會(AAN)第72屆年會上發表的一項初步研究顯示,長期白天嗜睡的老年人,患糖尿病、癌症、高血壓和心臟病等疾病的風險更高。

在這項研究中,研究人員將嗜睡定義為:夜間睡眠達到七個小時或更長時間後,白天仍犯困、打盹,感到非常睏倦。

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