11.14 腦科學日報| 馬斯克最新芯片：腦機專用讓失明人群“看見”
第1907期 腦科學日報
2023年11月14日
科 學 時 訊
1，Cell Metabolism：一種神秘的激素，可以使胰島素發(fā)揮更好的作用
來源：生物通
全球有超過5億人患有糖尿病，約26億人體重超標。GDF15是一種已知的抑制食欲的激素。近日，哥本哈根大學營養(yǎng)、運動和運動系的研究人員研究了GDF15如何影響嚙齒動物的胰島素敏感性。
研究發(fā)現(xiàn)，GDF15實際上提高了小鼠和大鼠的敏感性，使它們更適合調(diào)節(jié)血糖，并在肌肉中吸收能量。但GDF15是否也會增加人類的胰島素敏感性仍有待研究。此外，這種激素在各種壓力下都會增加，這一切究竟是如何聯(lián)系在一起的，我們需要更徹底地調(diào)查。
2，JACS：對神經(jīng)元和大腦中的去甲腎上腺素進行亞100毫秒水平的極速檢測和近紅外比率熒光成像
來源：奇物論
去甲腎上腺素(NE)是中樞和交感神經(jīng)系統(tǒng)中的重要神經(jīng)遞質(zhì)。然而，如何以高精度、高特異性和高敏感性的方式（特別是高時間分辨率）直接可視化和精確量化生命系統(tǒng)中的瞬態(tài)NE變化仍然是一項嚴峻的挑戰(zhàn)。
為此，華東師范大學田陽教授和張琪偉教授開發(fā)了一系列小分子探針，其可通過連續(xù)的親核取代-環(huán)化反應(yīng)和比率近紅外熒光響應(yīng)來特異性、快速地（60毫秒）檢測NE，比目前的小分子探針快3個數(shù)量級。研究者利用該探針在單個神經(jīng)元水平上對外部刺激下的瞬時內(nèi)源性NE動態(tài)變化進行了定量成像，并進一步在急性腦切片和小鼠腦活體水平上揭示了NE的波動與帕金森病的病理之間的密切關(guān)系。
3，PLOS Biology：高糖飲食會損害“管家”腦細胞
來源：阿爾茨海默病
神經(jīng)膠質(zhì)細胞通過清理有毒的細胞碎片來幫助神經(jīng)元發(fā)揮最佳作用。近日，美國弗雷德哈欽森癌癥研究中心的科學家們發(fā)現(xiàn)，高糖飲食會使神經(jīng)膠質(zhì)細胞產(chǎn)生胰島素抵抗，從而使它們變成冷漠的管家，任由有害碎片堆積。在果蠅身上的發(fā)現(xiàn)可以幫助解釋飲食如何影響阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病的風險。這些發(fā)現(xiàn)表明，食用加工食品不僅會影響體重增加，還會影響認知功能。通過專注于提高胰島素敏感性，可能會保持腦細胞的健康。
4, Cell：液體活檢蛋白質(zhì)組學與人工智能相結(jié)合在體內(nèi)識別眼睛衰老和疾病的細胞驅(qū)動因素
來源：王初課題組
迄今為止，檢測液體中蛋白的能力有限，而且無法得知液體樣本中的哪些蛋白歸屬于哪種細胞，這類信息對疾病的診斷和治療非常重要。近日，美國斯坦福大學的研究人員對接受眼科手術(shù)的患者的房水或玻璃體的120份液體活檢樣品中的蛋白質(zhì)進行了表征，共鑒定出5953種蛋白質(zhì)，并根據(jù)之前報道的人眼來源的57種不同細胞類型的單細胞轉(zhuǎn)錄組，對鑒定到的蛋白的來源進行尋蹤，最終繪制出眼睛內(nèi)不同類型細胞的蛋白質(zhì)生成圖譜。
作者創(chuàng)建了一個人工智能機器學習模型，該模型可以根據(jù)26種蛋白質(zhì)的子集預(yù)測眼睛的分子年齡，該模型可以準確預(yù)測健康眼睛的年齡，同時可以顯示疾病與顯著的分子老化相關(guān)。作者檢測到幾種與帕金森病有關(guān)的蛋白，這些蛋白通常是在死后被發(fā)現(xiàn)，目前的診斷方法無法對它們進行檢測，這也是帕金森診斷困難的原因之一，篩選眼液中的這些標志物可能能夠更早地診斷帕金森疾病，及時進行治療。
5，Nature評論：人工智能如何更好地理解大腦
來源：ScienceAI
計算機可以編程來模擬大腦嗎？這是數(shù)學家、理論家和實驗學家長期以來一直在問的一個問題——無論是出于創(chuàng)造人工智能(AI)的愿望，還是因為只有當數(shù)學或計算機能夠重現(xiàn)其行為時，才能理解像大腦這樣的復(fù)雜系統(tǒng)。這些發(fā)展的核心是越來越多的大腦數(shù)據(jù)，但很少有人嘗試連接這些不同的數(shù)據(jù)源或從同一樣本的整個大腦中同時收集它們。此外，在連接組和其他數(shù)據(jù)的指導下優(yōu)化數(shù)千甚至數(shù)十億個參數(shù)，機器學習模型可以被訓練以產(chǎn)生與真實神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)行為一致的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)行為——使用細胞分辨率功能記錄進行測量。這種機器學習模型可以結(jié)合來自傳統(tǒng)大腦建模技術(shù)的信息。在同一樣本中獲得此類多模式數(shù)據(jù)集需要研究人員之間的廣泛合作、對大團隊科學的投資以及增加資助機構(gòu)對更全面的努力的支持。
6，Brain Behav：幽默療法減少抑郁和焦慮癥狀
來源：大話精神
幽默是人類使用的最有效的交流方式之一，它在精神和身體健康的應(yīng)用研究中很有意義。近日一項對9個國家29項研究的分析顯示，幽默療法在緩解抑郁和焦慮癥狀方面具有潛力。這項研究的參與者包括接受手術(shù)的兒童、養(yǎng)老院的老年人和患有各種慢性疾病的人。
分析表明，幽默療法可以減輕抑郁和焦慮的癥狀。該結(jié)果可能有助于為未來的研究、政策和幽默治療實踐提供信息，以改善人們的抑郁和焦慮癥狀。大笑一分鐘就相當于做了45分鐘運動一樣，可令你容光煥發(fā)。在笑的時候，最放松的部位是眼部肌肉，眼睛消耗的能量是全身神經(jīng)消耗能量的25％左右，可緩解腦疲勞。
7，Advanced Materials：基于單一器件的光電探測器和神經(jīng)形態(tài)視覺傳感器的雙模轉(zhuǎn)換
來源：WEST可穿戴電子
光電探測器可以快速靈敏地檢測光信號變化并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，神經(jīng)形態(tài)視覺傳感器(NVS)可以以類似人眼的方式處理光信號。近日，中國科學院金屬研究所的Xinglai Zhang，中國醫(yī)科大學的Bing Leng課題組和東北大學的Baodan Liu課題組提出一種基于GaN/Ga?O?/GaN溝橋異質(zhì)結(jié)構(gòu)的雙端光電器件。
通過調(diào)制Ga?O?中氧空位電離和去電離過程，使得該器件在低電壓和高電壓下分別表現(xiàn)出快速光響應(yīng)和持久的光電導率行為(PPC)，從而實現(xiàn)光電器件在光電探測器和NVS的模式轉(zhuǎn)換。
8，馬斯克最新芯片：腦機專用，讓失明人群“看見”
來源：量子位
近日，馬斯克表示Neuralink正在開發(fā)一款芯片，用腦機接口解決失明。目前正在等待監(jiān)管部門對他們第一個人體試驗的批準。這是繼針對四肢癱瘓患者的治療研發(fā)之后，Neuralink布局的又一個領(lǐng)域。其他網(wǎng)友均表示很期待，這將是多個層面上的根本性突破。
審校：Simon
