導(dǎo)讀：Litchi、Kino、HL、胡巴、阿柔

責(zé)編：Zhu Xiao 皮皮佳

配音：鴿子

背景音樂(lè)：Deep East Music - Sunny Jim

排版：毛毛

Human Brain Mapping | 見(jiàn)字如面？書(shū)寫(xiě)的性別差異

? ? ? ?我們?cè)谏钪谐Ｕf(shuō)‘見(jiàn)字如面’，‘字如其人’，那么字寫(xiě)得如何真的能夠反映人的差異嗎？書(shū)寫(xiě)是一項(xiàng) 結(jié)合語(yǔ)言和運(yùn)動(dòng)的綜合技能，雖然行為上的研究發(fā)現(xiàn)書(shū)寫(xiě)存在性別差異，但是人們對(duì)其背后的神經(jīng)機(jī)制知之甚少。最近發(fā)表在《Human Brain Mapping》上的一篇文章利用功能磁共振成像技術(shù)（functional magnetic resonance imaging , fMRI)）研究了書(shū)寫(xiě)時(shí)大腦的性別差異。

? ? ? ?研究招募了53名19-28歲健康被試，其中有27名男性，實(shí)驗(yàn)要求被試抄寫(xiě)高頻漢字，低頻漢字，并書(shū)寫(xiě)無(wú)意義符號(hào)作為對(duì)照。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與女性相比，無(wú)論是高頻漢字還是低頻漢字，男性在書(shū)寫(xiě)任務(wù)中左后側(cè)額中回（left posterior middle frontal gyrus），即Exner區(qū)，有更高程度的激活 ，該區(qū)域與正字法 （正確使用文字的規(guī)范性法則）和書(shū)寫(xiě)編碼的轉(zhuǎn)換有關(guān)。此外，男性 在Exner區(qū)與右側(cè)小腦的功能連接也更強(qiáng)，表明書(shū)寫(xiě)的神經(jīng)整合存在性別差異。Exner區(qū)的神經(jīng)活動(dòng)與書(shū)寫(xiě)行為結(jié)果相關(guān)，表明Exner區(qū)是人類(lèi)書(shū)寫(xiě)行為性別差異的一個(gè)神經(jīng) 特征，該研究強(qiáng)調(diào)了在科學(xué)研究和臨床應(yīng)用 中，性別在書(shū)寫(xiě)中的作用。(導(dǎo)讀:Litchi)

文章來(lái)源：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/hbm.24968

圖片來(lái)源：https://baike.baidu.com/item/%E4%B9%A6%E5%86%99/10647350?fr=aladdin

NeuroImage | 靜息態(tài)的“生理網(wǎng)絡(luò)”

? ? ? ?大腦生理活動(dòng)中的緩慢改變可以引發(fā)fMRI時(shí)間序列中的大幅度波動(dòng)，這具體表現(xiàn)為不同腦區(qū)之間存在時(shí)域相關(guān)的結(jié)構(gòu)化空間模式，這種生理活動(dòng)的準(zhǔn)確提取有利于得到更為精確的神經(jīng)活動(dòng)信號(hào)。今年發(fā)表在《NeuroImage》上的一篇文獻(xiàn)提出了一種“生理網(wǎng)絡(luò)”，生理網(wǎng)絡(luò)是不同腦區(qū)對(duì)緩慢的生理變化做出相似響應(yīng)產(chǎn)生的生理信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，這種生理活動(dòng)與宏觀上形成同步神經(jīng)活動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)相關(guān)。作者通過(guò)分析人類(lèi)連接組項(xiàng)目（HCP）數(shù)據(jù)集，證實(shí)了神經(jīng)信號(hào)與呼吸、心率變化呈現(xiàn)出高度相關(guān)性。除此之外，作者還在多個(gè)HCP中受試者中發(fā)現(xiàn)了生理活動(dòng)的關(guān)聯(lián)性預(yù)測(cè)可以通過(guò)起主導(dǎo)作用的系統(tǒng)性關(guān)系來(lái)表示，并且由于生理信號(hào)相關(guān)應(yīng)答存在明顯區(qū)域異源性，這一顯著的“生理相關(guān)性”使得不能對(duì)整個(gè)大腦提取神經(jīng)信號(hào)時(shí)使用單一降噪回歸（比如說(shuō)全局信號(hào)回歸）。該團(tuán)隊(duì)的研究成果挑戰(zhàn)了之前的生理信號(hào)的混淆位于大靜脈或者在整個(gè)大腦皮層中是一致的觀點(diǎn)，由此強(qiáng)調(diào)了在基于fMRI功能性聯(lián)系研究中需要考慮潛在生理信號(hào)的影響。本文的主要貢獻(xiàn)在于，提出了“生理網(wǎng)絡(luò)”的概念來(lái)描述大腦中的生理活動(dòng)的緩慢改變，并且說(shuō)明在基于fMRI的神經(jīng)活動(dòng)研究中生理信號(hào)不能使用單一回歸來(lái)去除，此外還說(shuō)明了這種“生理網(wǎng)絡(luò)”在作為生物標(biāo)記中的潛力，為相關(guān)的臨床治療提供了幫助。（導(dǎo)讀：Kino）

文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1053811920301944

圖片來(lái)源：Johan Swanepoel?|?Shutterstock

Cerebral Cortex | 川劇變臉： 處理動(dòng)態(tài)面部表情時(shí)間信息的大腦網(wǎng)絡(luò)

? ? ? ?人的面部表情是人類(lèi)社會(huì)生活中不可缺少的社交元素，長(zhǎng)久以來(lái)，表情識(shí)別研究使用的材料大多是靜態(tài)材料，而今年6月發(fā)表在Cerebral Cortex上的一篇研究使用動(dòng)態(tài)面孔材料，揭示了人們?cè)诳吹叫碌膭?dòng)態(tài)面孔時(shí)，面部的局部與全局運(yùn)動(dòng)信息所發(fā)揮的不同作用。作者首先通過(guò)fMRI研究發(fā)現(xiàn)，同步表情（面孔的上半部分與下半部分同時(shí)變化的表情）顯著地激活了內(nèi)側(cè)前額葉前扣帶回的吻側(cè)和尾側(cè)（rostral/caudal sectors of anterior cingulate cortex,r/cACC）延伸到輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)下部的區(qū)域，以及運(yùn)動(dòng)皮層和雙側(cè)額上回（負(fù)責(zé)處理全局時(shí)空信息）。而對(duì)于非同步表情（面孔的上下半部表情變化存在著時(shí)間差）而言，它會(huì)更多地激活右側(cè)顳上溝（superior temporal sulcus,STS）和額下回（負(fù)責(zé)處理局部時(shí)空信息）等區(qū)域。值得一提的是，而這種表情中的時(shí)間動(dòng)態(tài)差異對(duì)視覺(jué)面部反應(yīng)區(qū)域并沒(méi)有顯著影響。

? ? ? ?隨后，作者運(yùn)用了動(dòng)態(tài)因果模型分析（dynamic causal modeling analysis）進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，非同步表情的特征處理與一種差異信息流有關(guān)，該信息流以STS為中心，接受來(lái)自枕葉皮層的直接信息輸入并投射到杏仁核上。此外，STS和杏仁核與cACC對(duì)表情同步性表現(xiàn)出了選擇性的相互作用，而在cACC中，會(huì)發(fā)生局部和全局的運(yùn)動(dòng)線索整合。

? ? ? ?這項(xiàng)工作通過(guò)剖析不同神經(jīng)環(huán)路中各組分的作用，為動(dòng)態(tài)表情中的局部和全局時(shí)間信息所起到的作用提供了新的證據(jù)。同時(shí)也為面部識(shí)別、表情分類(lèi)以及部分腦疾病提供了新的研究方向。（導(dǎo)讀：HL）

文章鏈接：https://academic.oup.com/cercor/article/doi/10.1093/cercor/bhaa176/5862157?searchresult=1

圖片來(lái)源：https://www.hippopx.com/zh/smilies-funny-emoticon-faces-clamp-emotions-101748

Nature Neuroscience | 工作記憶中序列偏差的基礎(chǔ)

? ? ? ?工作記憶是指在個(gè)體執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)中對(duì)信息暫時(shí)儲(chǔ)存與操作的能力，被認(rèn)為是高級(jí)認(rèn)知的核心機(jī)制。長(zhǎng)期以來(lái)，神經(jīng)元持續(xù)放電活動(dòng)一直被認(rèn)為是產(chǎn)生工作記憶的主要機(jī)制，但是最近Barbosa等人在《Nature Neuroscience》上發(fā)表的工作中指出，“活動(dòng)-沉默”（Activity-silent）這一特殊的神經(jīng)元放電模式也許是解釋工作記憶的另一重要機(jī)制。“活動(dòng)-沉默”模式有兩種調(diào)節(jié)原理：一是緩慢改變神經(jīng)元本身或神經(jīng)元之間的突觸連接，例如突觸可塑性的短期改變；二是依賴于一段長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)神經(jīng)活動(dòng)的內(nèi)在調(diào)節(jié)，這可以喚起已有的潛在記憶。 ? 作者首先采集了猴子和人類(lèi)的電生理數(shù)據(jù)，證明控制記憶神經(jīng)元觸發(fā)周期的吸引子動(dòng)態(tài)與前額葉皮層（prefrontal cortex，PFC）中的“活動(dòng)-沉默”機(jī)制之間存在相互作用。這種相互作用可以強(qiáng)化空間工作記憶序列偏差，重新激活記憶。雖然目前由于技術(shù)的局限性，我們無(wú)法對(duì)不同試驗(yàn)間的信息進(jìn)行解碼，但是我們依舊可以從PFC神經(jīng)元的同步放電模式中推斷這些觸發(fā)信息，即證實(shí)它們是被保留在“活動(dòng)-沉默”的放電軌跡中的。隨后，作者構(gòu)建了一種計(jì)算模型，即通過(guò)整合“基于活動(dòng)（activity-based）”和“活動(dòng)-沉默”這兩種機(jī)制，預(yù)測(cè)到重新激活程度與序列偏差的強(qiáng)度相關(guān)。最后，作者在連續(xù)試驗(yàn)的間隙對(duì)人類(lèi)PFC施加單脈沖經(jīng)顱磁刺激可增強(qiáng)序列偏差，驗(yàn)證了前額葉活化在決定工作記憶行為中的因果作用。這項(xiàng)工作顯示了這種相互作用可能是不同時(shí)間跨度中高相關(guān)的記憶儲(chǔ)存的基礎(chǔ)，由此可能為理解大腦不同的行為目的提供線索。（導(dǎo)讀：Kino）

文章來(lái)源：https://www.nature.com/articles/s41593-020-0644-4

圖片來(lái)源:https://www.bellabee.us/blog/concentrationlearningworkingmemory-therapy-with-bellabee

Nature | 基因缺陷照樣好好活，就怕腸道菌群來(lái)挑釁

? ? ? ?由于人們生來(lái)就存在基因差異，再加上后天環(huán)境因素也可能會(huì)導(dǎo)致的基因突變，在日常生活中，單一基因功能缺陷問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。大多數(shù)基因缺陷都不會(huì)產(chǎn)生太大影響，但也有些基因突變是致病甚至威脅生命的。例如當(dāng)基因C9ORF72功能性失活時(shí) 在人群中，可能會(huì)導(dǎo)致脊髓側(cè)索硬化癥與額顳葉型失智癥等神經(jīng)退行性疾病。然而有關(guān)C9ORF72基因失活小鼠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻一直存在爭(zhēng)議，有人報(bào)道基因雜合突變就會(huì)縮短小鼠壽命，有人說(shuō)必須純合才可以，也有人報(bào)道即使純合突變也沒(méi)有明顯的不良影響。同樣的基因缺陷，為什么各個(gè)實(shí)驗(yàn)室結(jié)果不一，到底哪里出了問(wèn)題？

? ? ? ?近期，發(fā)表在《Nature》上的一項(xiàng)工作揭開(kāi)了這個(gè)謎底，原來(lái)是腸道菌群在作祟。Aaron Burberry 等人將該基因缺陷的小鼠分別在不同實(shí)驗(yàn)室條件飼養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)小鼠生存率、炎癥與自身免疫水平在不同飼養(yǎng)環(huán)境都存在差異。排除了飲食、光照等條件后，微生物篩查發(fā)現(xiàn)兩種環(huán)境中的微生物類(lèi)型存在顯著不同，盡管在平時(shí)的飼養(yǎng)環(huán)境中這些微生物都被認(rèn)為無(wú)害 。給予抗生素治療后基因缺陷的小鼠病理癥狀減輕了，兩種飼養(yǎng)環(huán)境的小鼠相互之間進(jìn)行糞便菌群移植，即使生存環(huán)境沒(méi)有變，生存率、炎癥與自身免疫水平也隨著腸道菌群的改變而發(fā)生了逆轉(zhuǎn)。

? ? ? ?該研究為基因與環(huán)境互作共同影響健康提供了一個(gè)更有力的證據(jù)，同樣的基因缺陷，只是因?yàn)樯钤诓煌沫h(huán)境中，命運(yùn)也隨之發(fā)生巨大的轉(zhuǎn)變。（導(dǎo)讀：胡巴）

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-020-2288-7

圖片來(lái)源：http://news.bioon.com/webeditor/uploadfile/201812/20181213220727280.jpg

Nature | 變“廢”為寶——在帕金森病模型小鼠中將星形膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為多巴胺能神經(jīng)元！

? ? ? ?帕金森是一種神經(jīng)退行性疾病，其特點(diǎn)是存在中腦黑質(zhì)區(qū)域多巴胺能神經(jīng)元的損傷、退化與丟失。由于技術(shù)的局限性，目前對(duì)于帕金森病的治療方法主要集中在“減少神經(jīng)元的損傷”以及“保護(hù)相關(guān)的神經(jīng)環(huán)路”上。這篇于今年6月24日發(fā)表在《Nature》上的封面文章與之前的研究思路不同，而是另辟蹊徑，利用神經(jīng)元再生的策略實(shí)現(xiàn)了對(duì)相關(guān)神經(jīng)環(huán)路的重構(gòu)。作者發(fā)現(xiàn) ，通過(guò)敲低一種名為PTB（polypyrimidine tract-binding）的RNA結(jié)合蛋白，能夠有效地改變星形膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育進(jìn)程，使其轉(zhuǎn)分化為有功能的神經(jīng)元；隨后，作者通過(guò)注射病毒載體對(duì)不同腦區(qū)的星形膠質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行體外（in vitro）和體內(nèi)（mouse brain）的轉(zhuǎn)分化實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在小鼠體內(nèi)中腦區(qū)域的星形膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為多巴胺能神經(jīng)元是最高效的，證實(shí)了星形膠質(zhì)細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化途徑具有區(qū)域特異性。接著，作者在化學(xué)誘導(dǎo)的帕金森病小鼠模型中運(yùn)用這種一步轉(zhuǎn)分化技術(shù)，向我們展示了新生的多巴胺能神經(jīng)元的軸突能夠投射到紋狀體區(qū)域，使紋狀體的多巴胺水平得到顯著恢復(fù)，并且能夠極大改善運(yùn)動(dòng)障礙。 最后，他們?cè)谛切文z質(zhì)細(xì)胞中特異地表達(dá)反義寡核苷酸（antisenseoligonucleotides, ASO）來(lái)瞬時(shí)抑制PTB，發(fā)現(xiàn)這種方法也能夠起到類(lèi)似的治療效果。這項(xiàng)研究用變“廢”為寶的智慧，為神經(jīng)元損傷造成的神經(jīng)退行性病變提供了極具前景的治療策略。（導(dǎo)讀：阿柔）

文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-020-2388-4

圖片鏈接：阿柔手繪

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