1. 大脑植入物可减轻情绪障碍

苑亚坤

释放电脉冲以调整某个人感情和行为的大脑植入物首次在人群中接受测试。由美国军队研究机构——国防部先进研究项目局（DARPA）资助的两个团队已开始进行针对闭环大脑植入物的初步试验。这些植入物利用算法探测同情绪障碍相关的模式，可在没有医生干预的情况下电击大脑并使其重回健康状态。 这项日前在华盛顿举行的神经科学学会（SfN）上得以展示的研究或许最终可为治疗若干种抵抗现有疗法的严重精神疾病提供了一种方法。同时，它也提出了棘手的伦理问题，尤其是因为该技术可在一定程度上让研究人员实时获取某个人的内心感受。

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发布时间: 2023-11-08

2. 脑智卓越中心开发新型遗传编码色氨酸探针

苑亚坤

2023年10月31日，《Cell Discovery》期刊在线发表了题为“A genetically encoded ratiometric indicator for tryptophan”的研究论文。该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）穆宇研究组和杜久林研究组合作完成。该研究开发的新型遗传编码荧光蛋白探针GRIT（Genetically encoded Ratiometric Indicator for Tryptophan）能够特异、定量地在活体动物中检测细胞内的色氨酸浓度。 色氨酸是食物中含量最少的必需氨基酸，也是神经和免疫系统关键通路的前体，可代谢产生五羟色胺、犬尿氨酸。它协调着多个系统的功能，因此，活体监测色氨酸的动态有助于理解多器官、多系统同步协调的机制。然而，以往的色氨酸检测方法均无法有效实时监测活体动物中的色氨酸浓度，高效液相色谱法（HPLC）存在侵入且耗时的缺陷，响应范围非常有限的遗传编码非侵入式的探针FLIPWs则不够灵敏。 研究团队将cpsfYFP与细菌色氨酸抑制子TrpR融合，通过迭代优化和筛选，成功获得了比例型色氨酸探针GRIT。与之前的FLIPWs探针相比，GRIT的动态范围增加了30倍，并且能够在不同pH和离子浓度下正常工作，适用于不同的动物样本和细胞类型。

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发布时间: 2023-11-08

3. 基于脑脊液cfDNA的纳米孔测序可对脑肿瘤患者进行初步诊断及分类

苑亚坤

近日，德国汉堡-埃彭多夫大学医学中心的研究人员及合作者在Clinical Chemistry上发表了题为“Classification of Brain Tumors by Nanopore Sequencing of Cell-Free DNA from Cerebrospinal Fluid”的文章。研究团队对来自脑肿瘤患者脑脊液（CSF）中的游离DNA（cfDNA）进行了纳米孔测序，并使用随机森林分类器分析了拷贝数变异（CNV）和整体DNA甲基化模式。结果显示，在45%的样本中检测到了循环肿瘤DNA（ctDNA）并成功对肿瘤进行了分类，包括疾病进展患者和无已知残留病变患者样本。在所有含有可检测肿瘤DNA的样本中，CNV分析成功率高于比甲基化分析，总检出率分别为88%和44%。综上，来自CSF样本的cfDNA纳米孔测序数据可能是脑肿瘤初步诊断的一种潜在方法，也是疾病监测的重要工具。

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发布时间: 2023-09-28

4. 大脑神经化学平衡的波动理论

苑亚坤

在一项新的研究中，由希伯来大学的约书亚·戈德堡博士领导的一组研究人员描述了大脑中一种新的神经化学波。他们的研究发表在《自然通讯》杂志上，揭示了纹状体中存在神经化学物质乙酰胆碱的行波，纹状体是大脑中负责激励行为和习惯性行为的区域。 人们普遍认为，执行一项行动的动机取决于纹状体中另一种神经化学物质多巴胺的释放。最近的研究表明，多巴胺在纹状体中以波状模式释放。戈德堡领导的研究小组发现，乙酰胆碱也以波状模式在纹状体中释放。长期以来，人们一直认为，为了使纹状体正常工作，需要维持纹状体中多巴胺和乙酰胆碱释放之间的平衡，而这种平衡的破坏会导致帕金森病等运动障碍。这项新研究提出了一种数学机制，通过这种机制乙酰胆碱和多巴胺同时产生，这可能代表了这种平衡是如何实现的。 这项研究使用了最先进的基因工具和先进的成像技术，使研究小组能够可视化清醒、行为正常的动物体内的乙酰胆碱波。此外，采用影像学技术观察乙酰胆碱与多巴胺在体外的相互作用。通过严格的数学分析，使用反应-扩散激活剂-抑制剂模型和计算机模拟，该团队提出了一个模型，解释了乙酰胆碱(激活剂)和多巴胺(抑制剂)行波的形成。

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发布时间: 2023-11-08

5. 局灶性癫痫研究揭示大脑嵌合体机制

苑亚坤

纽约的一项全新研究表明，部分局灶性癫痫病例可以追溯到大脑中的嵌合突变，这种突变是由母体减数分裂期间1号染色体1q臂上出现的拷贝数改变引起的。其他组织类型会在胚胎发育阶段对这些突变进行修复，与胎儿发育阶段发生的体细胞嵌合突变产生了明显差异。 “我们的研究结果代表了大脑嵌合现象在发育过程中出现的一种新机制，”资深作者和通讯作者、全美儿童医院和俄亥俄州立大学的研究员Tracy Bedrosian和Erin Heinzen 在《自然遗传学》上发表的论文中写道。

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发布时间: 2023-11-08

6. “分离焦虑”或“社恐”可能都是因为脑内缺少促肾上腺皮质激素释放激素

苑亚坤

来自西班牙CSIC-UMH神经科学研究所的Felix Leroy团队在Cell杂志上发表了一篇题为 Corticotropin-releasing hormone signaling from prefrontal cortex to lateral septum suppresses interaction with familiar mice 的文章，他们结合电生理学、化学遗传学、光遗传学、钙信号记录和基因沉默等手段证明了小鼠ILA中表达促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）的神经元可投射至LS喙侧（rLS）以参与社交互动的调节，抑制与熟悉小鼠社交活动的同时促进SNP发生，同时，还证明了小鼠出生后两周该回路的成熟是诱导幼鼠社会偏好发生转变的关键。

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发布时间: 2023-11-08

7. 检测脑毛细血管血液循环问题的新方法

苑亚坤

在最近发表在SPIE期刊《神经光子学》上的一项研究中，由美国波士顿大学的John Giblin博士领导的一个研究小组试图解决这些问题。利用定制的装置，研究人员展示了一种名为贝塞尔光束双光子显微镜的技术的潜力，该技术可以获得脑毛细血管的体积图像。此外，该团队还提出了一种创新的分析方法，可以半自动地识别失速事件。 《神经光子学》副主编、约翰霍普金斯大学眼科学和生物医学工程教授Ji Yi评论道:“综合来看，这项研究的发现证明了贝塞尔光束双光子显微镜在探索大脑循环系统的复杂运作及其对神经系统健康的影响方面的力量。”在不久的将来，检测失速的全自动方法有望帮助科学家调查、诊断和评估脑部疾病的治疗方法。

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发布时间: 2023-09-28

8. 灵长类脑发育过程蛋白表达的时空变化

苑亚坤

2023年7月3日，昆明理工大学司维、季维智及王正波共同通讯在Nature Communications发表题为“Spatiotemporal proteomic atlas of multiple brain regions across early fetal to neonatal stages in cynomolgus monkey”的研究论文，该研究构建了食蟹猴从胎儿早期到新生儿期大脑发育的时空蛋白质组学图谱。 研究表明（1）不同阶段的变异性大于大脑区域之间的差异，并且小脑与大脑以及皮质与皮质下区域的比较揭示了早期胎儿到新生儿阶段的区域特异性动态;（2）与神经疾病相关的蛋白质丰度波动表明胎儿早期出现神经疾病的风险;（3）跨物种分析（人、猴、小鼠）以及蛋白质组学和转录组学数据之间的比较揭示了蛋白质组学特异性和具有mRNA/蛋白质差异的基因。这项研究提供了对灵长类动物胎儿大脑发育的见解。

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发布时间: 2023-09-28

9. 脑癌细胞劫持增强突触强度促进自身生长

苑亚坤

分析脑肿瘤揭示了癌细胞如何通过增强与神经元之间的突触强度来促进肿瘤生存。 癌症通常是由于正常细胞机制失常引起的，因为肿瘤细胞可以利用这些过程来增加它们自己的生存、增殖和侵袭性。人们已经做了大量的努力来开发针对这些过程的治疗方法，其目标是减缓肿瘤细胞的增长，减少肿瘤细胞增殖或杀死它们。然而，许多癌症——特别是那些发生在大脑的癌症——并没有被这种方法成功地靶向，这表明在介导癌症进展的过程中还存在其他因素。 泰勒等人在《自然》杂志上发表文章称，他们发现脑癌利用了一种意想不到的细胞过程。 似乎可以增加肿瘤细胞的生存和侵袭性的机制之一是它们与周围细胞环境的交流。这些相互作用在决定癌症进展和预后方面起着核心作用，因此可以成为强大的治疗目标。泰勒和他的同事们表明，被称为胶质瘤和胶质母细胞瘤的脑癌可以劫持通常与神经元连接(称为突触)相关的机制。

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发布时间: 2023-11-08

10. 一种与年龄相关的脑功能障碍有关的关键蛋白质的机制

苑亚坤

西奈山的研究人员对一种关键蛋白质的机制进行了有价值的揭示，这种蛋白质调节海马的可塑性和功能，海马是大脑中涉及记忆和学习的关键区域，随着老鼠年龄的增长而减少。 该团队的研究结果发表在《分子精神病学》杂志上，可以为更好地理解这种被称为金属蛋白酶2组织抑制剂(TIMP2)的蛋白质如何潜在地靶向与年龄相关的疾病，如阿尔茨海默病，以帮助恢复大脑中受影响的分子过程铺平道路。

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发布时间: 2023-11-08

11. 研究揭示大脑区分来源于主观想象与客观感知信息的神经机制

苑亚坤

8月15日，《神经科学杂志》（The Journal of Neuroscience）在线发表了题为Neural representations in visual and parietal cortex differentiate between imagined, perceived, and illusory experiences的研究论文。该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心俞青研究组完成。该工作利用功能性核磁共振成像（fMRI）记录人类被试在感知和维持不同来源信息过程的大脑活动，揭示了顶叶皮层和早期视觉皮层在区分来自内部想象和外部感知信息中的不同重要作用，增进了科学家对人类大脑是如何区分想象与现实的认知。

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发布时间: 2023-09-28

12. 解析暴饮暴食的肠-脑轴神经环路机制

苑亚坤

中国科学技术大学生命科学与医学部熊伟教授与上海精神卫生中心陈珏及安徽医科大学李敏等合作在 Cell metabolism 发表了题为：Microbiota-gut-brain axis drives overeating disorders 的研究论文。 该研究揭示了节食经历联合压力应激导致肠道中益生菌及代谢物犬尿酸的减少，伴随肠迷走神经-孤束核-丘脑室旁核环路的过度兴奋，最终使得模型小鼠表现为对可口食物的过度偏好和暴饮暴食行为。

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发布时间: 2023-11-08

13. 通过微米级血管系统记录大脑的超柔性血管内探针

苑亚坤

可植入的神经电子接口使神经系统疾病的基础研究和治疗取得了进展，但传统的颅内深度电极需要侵入性手术才能放置，并且可能会在植入过程中破坏神经网络。该研究开发了一种超小而灵活的血管内神经探针，可以植入啮齿动物大脑中亚100微米级的血管中，而不会损坏大脑或脉管系统。在皮层和嗅球中选择性地实现了局部场电位和单单位尖峰的体内电生理学记录。组织界面的组织学分析显示免疫反应最小，长期稳定性。该平台技术可以很容易地扩展为研究工具和医疗设备，用于检测和干预神经系统疾病。

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发布时间: 2023-09-28

14. 研究揭示秀丽隐杆线虫跨多时间尺度和状态行为的全脑表征

苑亚坤

2023年8月21日，美国麻省理工学院Steven W. Flavell课题组报道了秀丽隐杆线虫跨多时间尺度和状态行为的全脑表征，论文发表于国际学术期刊《细胞》杂志。研究人员记录了自由运动秀丽隐杆线虫的全脑活动和各种运动程序，并建立了解释每个神经元如何编码定量行为特征的概率模型。通过确定记录神经元的身份，研究人员创建了一个图谱，记录了秀丽隐杆线虫连接组中确定的神经元如何编码行为。许多神经元种类具有多种行为的综合表示。此外，尽管许多神经元编码当前的运动动作，但其他神经元整合了最近的行为动作。行为状态的变化伴随着神经元编码行为方式的广泛变化，研究人员在连接组中识别了这些灵活的节点。该研究结果提供了动物大脑中细胞类型如何编码其行为的全脑图谱。

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发布时间: 2023-09-28

15. NAD+逆转衰老相关血脑屏障功能新机制

苑亚坤

2023年9月7日，北京大学血管稳态与重构全国重点实验室与北京天坛医院的郑乐民教授团队联合王拥军教授和董尔丹教授团队在Neuron报道了题为“NAD+ rescues aging-induced blood-brain barrier damage via the CX43-PARP1 axis”的研究论文，该文章报告了CX43-PARP1-NAD+ 通路在血脑屏障相关血管细胞衰老中的重要作用，并揭示了该通路在衰老过程中保护血脑屏障功能的潜在治疗策略。

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发布时间: 2023-11-08

16. 不同的恐惧信号会通过不同的神经环路形成特定的恐惧记忆

苑亚坤

浙江大学医学院脑科学与脑医学学院、双脑中心李晓明团队研究发现：不同的恐惧信号会通过不同的神经环路形成特定的恐惧记忆。其中，从中央杏仁核外侧部PKCδ阳性神经元到腹侧终纹床核的GABA能通路介导场景恐惧记忆，而SST阳性神经元对终纹床核的GABA能通路介导线索恐惧记忆。研究成果以“中央杏仁核外侧部到腹侧终纹床核的不同投射介导不同恐惧记忆(Distinct Circuits from Central Lateral Amygdala to Ventral Part of Bed Nucleus of Stria Terminalis Regulate Different Fear Memory)”为题，发表在《Biological Psychiatry》上。

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发布时间: 2023-09-28

17. 研究揭示吸烟行为起始和维持的神经行为学基础

苑亚坤

2023年8月15日，类脑智能科学与技术研究院贾天野研究员和冯建峰教授联合团队在Nature Communications上发表了题为“Association between vmPFC gray matter volume and smoking initiation in adolescents”的研究论文，对于吸烟行为形成的早期神经机制进行了深度的解析。研究团队利用IMAGEN项目在英国、德国、法国和爱尔兰的四个欧洲国家的青少年纵向随访影像遗传学数据，通过群体分层、交叉滞后检验、孟德尔随机因果推断等研究手段揭示了吸烟和大脑发育之间潜在的因果关系。

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发布时间: 2023-09-28

18. 国产脑起搏器为帕金森患者带来更有针对性的精准治疗

苑亚坤

国产且全球领先的可充电、无条件兼容3.0T核磁、可感知的脑起搏器在上海实现了本地应用。记者6日获悉，海军军医大学帕金森病专病诊治中心负责人、长海医院神经外科主任医师胡小吾教授主刀，联合上海冬雷脑科医院帕金森专病中心主任曾冉共同率团队完成了植入手术。 据了解，接受手术的帕金森病患者年近六旬，2012年，该患者因出现右侧肢体抖动，当时并不在意。后来，其逐渐出现四肢僵硬、运动缓慢、动作减少等症状，并伴有流涎、面部表情呆滞、记忆力下降。到手术前，患者每天需要服用三种共12片药物，但疗效甚微。 曾冉告诉记者，该病人处于帕金森病中晚期，有明显的“药物开关”现象，药效只能维持2—3小时。接受脑深部电刺激术(Deep brain stimulation, DBS,俗称脑起搏器)治疗相当于“电子药”和化学药联用，取得更好疗效。胡小吾教授指出，DBS疗法是对药物治疗的有效补充，对一些药物副作用大的患者而言，可谓必要的补充。

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发布时间: 2023-11-08

19. 利用机器学习方法对不同脑转移瘤亚型进行准确分类

苑亚坤

近日，来自西班牙国家癌症研究中心（CNIO）的M. Valiente团队等在Cancer Cell 杂志上合作发表了一篇题为“Machine learning identifies experimental brain metastasis subtypes based on their influence on neural circuits 的文章，他们通过构建不同类型的脑转移瘤小鼠模型，证实了对大脑回路的影响与肿瘤占位效应无关，并利用机器学习方法对体内电生理学特征进行分析以定义依赖于转移癌类型的大脑改变，为无创诊断的新策略提供灵感。

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发布时间: 2023-09-28

20. 早期阿尔茨海默病中大脑星形胶质细胞增加与血液之间的新联系

苑亚坤

一项新研究显示，在阿尔茨海默病的早期阶段，大脑免疫防御细胞星形胶质细胞的激活能够通过脑部PET扫描仪进行早期追踪，并且这与疾病后期在血液中能够检测出的变化有关。这项研究已经发布在《Molecular Neurodegeneration》杂志上。

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发布时间: 2023-09-28