8.24 腦科學(xué)日報| 糖影響大腦“可塑性”，有助學(xué)習(xí)、記憶和恢復(fù)
第1832期 腦科學(xué)日報
2023年8月24日
科 學(xué) 時 訊
1，Cell：大腦中這塊常被忽視的區(qū)域，對大腦衰老很重要
來源：學(xué)術(shù)經(jīng)緯
在認(rèn)知能力衰退的背后，大腦內(nèi)部以及腦細胞里發(fā)生了哪些變化？怎樣可以延緩甚至逆轉(zhuǎn)這些分子變化？日前，斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院知名神經(jīng)科學(xué)家Tony Wyss-Coray教授的研究團隊發(fā)現(xiàn)，大腦老化時，最明顯的基因表達變化發(fā)生在白質(zhì)中。此外，他們還測試了兩種備受關(guān)注的延壽方法——熱量限制、輸注年輕血液，如何影響與衰老相關(guān)的基因表達變化。
科學(xué)家們分析了年齡從3個月到27個月不等的近60只小鼠，將它們的大腦半球細分為15個區(qū)域，使用單細胞測序技術(shù)分析出了每個腦區(qū)的細胞基因表達。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，小鼠的大腦白質(zhì)是最早出現(xiàn)基因表達變化的區(qū)域，在小鼠12~18個月大（相當(dāng)于人類50歲左右）就顯示出明顯的基因表達變化。相比這下，白質(zhì)區(qū)域的膠質(zhì)細胞群體有更明顯的老化加速現(xiàn)象，而灰質(zhì)的神經(jīng)元群體在基因表達的變化上更多顯示出區(qū)域特異性。研究人員推測，這可能與調(diào)節(jié)炎癥和免疫反應(yīng)的基因被開啟有關(guān)，導(dǎo)致髓鞘的完整性受到破壞。
2，糖影響大腦的“可塑性”，有助于學(xué)習(xí)、記憶和恢復(fù)
來源：生物通
我們的大腦不斷地重新排列電路以保留信息，但這一過程背后的分子基礎(chǔ)尚未得到很好的理解。近日，在美國化學(xué)學(xué)會秋季會議上展示的一項研究成果指出，被稱為糖胺聚糖(GAGs)的復(fù)合糖分子上的硫酸鹽基團會影響小鼠大腦的“可塑性”。
當(dāng)研究小組刪除負(fù)責(zé)在小鼠硫酸軟骨素上形成兩種主要硫酸化模式的Chst11基因時，缺陷在它們的神經(jīng)周圍網(wǎng)絡(luò)中形成。然而，在沒有硫酸化基序的情況下，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量實際上增加了，從而改變了神經(jīng)元之間突觸連接的類型。此外，這些小鼠無法認(rèn)出它們之前接觸過的小鼠，這表明這些模式影響了社會記憶。
3，Nature子刊評論：大腦對算法的獨特理解，我們是否能夠理解神經(jīng)算法到底是什么？
來源：ScienceAI
了解大腦計算的基礎(chǔ)對于推進計算和治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病至關(guān)重要。一些腦部疾病可以被視為計算疾病，我們未來治療它們的能力要求我們有能力操縱和修復(fù)這些計算。因此，了解大腦的計算可以滿足現(xiàn)代社會的兩個重要需求：能源效率和心理健康。但事實證明，實現(xiàn)這一目標(biāo)具有挑戰(zhàn)性。
近日，美國桑迪亞國家實驗室計算研究中心神經(jīng)探索與研究實驗室的研究人員討論了橋接自上而下算法和自下而上物理方法的新興理論計算框架，如何適合于指導(dǎo)神經(jīng)計算技術(shù)（如神經(jīng)形態(tài)硬件和AI）的發(fā)展。此外，研究人員討論了如何需要這種平衡的視角來納入神經(jīng)生物學(xué)細節(jié)，這些細節(jié)對于描述心理健康和神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的神經(jīng)計算中斷至關(guān)重要。
4，AE：電壓門控鈉通道抑制劑治療癲癇的療效
來源：AEPI
電壓門控鈉通道（VGSCs）是主要表達在興奮性細胞如神經(jīng)細胞、心肌細胞和骨骼肌細胞上的一種跨膜糖蛋白，參與動作電位的產(chǎn)生和傳導(dǎo)，其結(jié)構(gòu)-功能和表達異常與人類的多種疾病直接相關(guān)，也是癲癇治療的作用靶點。
近日，尼日利亞阿布巴卡爾塔法瓦巴萊瓦大學(xué)醫(yī)學(xué)院臨床基礎(chǔ)科學(xué)院臨床藥理與治療教研室John Agbo博士團隊發(fā)表綜述，討論了VGSCs基因突變相關(guān)的特發(fā)性和獲得性癲癇，以及VGSC抑制劑對特發(fā)性癲癇、獲得性癲癇以及耐藥性癲癇的療效。
5，《心理學(xué)報》：學(xué)習(xí)聲調(diào)能改善五音不全嗎？
來源：天津師范大學(xué)心理與行為研究院
人們對聲調(diào)的感知通常是一種范疇感知，聲調(diào)感知與音樂感知存在差異。不同聲調(diào)語言（方言）的聲調(diào)復(fù)雜度并不一樣。有研究表明，母語為聲調(diào)語言的人在音高感知方面表現(xiàn)更好，可能因為他們在語言中更加敏感于聲調(diào)的變化和音高的差異，從而更容易區(qū)分不同的音高。近日一篇研究發(fā)現(xiàn)，聲調(diào)的范疇感知模式可以遷移到音樂音高感知中，復(fù)雜的母語聲調(diào)并不能促進跨領(lǐng)域音樂音高精細感知。該研究提供了實證證據(jù)，證明語言能力與音樂能力相互聯(lián)系，語言和音樂都需要在大腦中進行聽覺和認(rèn)知加工，這些加工都需要大腦中的聽覺、認(rèn)知和記憶等多個神經(jīng)資源協(xié)同工作，因此，學(xué)習(xí)語言和音樂可能會共享同樣的神經(jīng)資源，相互影響和促進。
6，IEEE子刊：基于下肢外骨骼機器人對中風(fēng)患者進行智能康復(fù)評估的方法
來源：CAAI認(rèn)知系統(tǒng)與信息處理專委會
智能康復(fù)評估方法工作原理框圖康復(fù)評估是評價訓(xùn)練效果和指導(dǎo)訓(xùn)練方案制定的重要環(huán)節(jié)。近日，由南方科技大學(xué)、中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院和深圳市邁步機器人科技有限公司三方聯(lián)合提出一種新穎的基于下肢外骨骼機器人對中風(fēng)患者進行智能康復(fù)評估的方法。其工作框架包括：數(shù)據(jù)采集模塊 - 收集并預(yù)處理患者的身體特征參數(shù)、患病狀況和運動生物力學(xué)參數(shù)；特征提取模塊 – 根據(jù)外骨骼機器人傳感器數(shù)據(jù)，構(gòu)造步態(tài)特征模型推導(dǎo)患者步態(tài)參數(shù)；模型訓(xùn)練模塊 – 基于患者特征參數(shù)、步態(tài)參數(shù)及人機交互參數(shù)，利用XGBoost機器學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練康復(fù)評估模型；應(yīng)用模塊 – 評估模式下，康復(fù)評估模型可以預(yù)測新的中風(fēng)患者6MWD和FMA-LE值。
7，JACC：睡眠不足，肚子變大，增加多種疾病風(fēng)險，即使補覺也難以逆轉(zhuǎn)
來源：生物世界
睡眠不足往往是一種行為選擇，而且，現(xiàn)在這種選擇越來越普遍。近日，美國梅奧醫(yī)學(xué)中心的研究人員發(fā)現(xiàn)，睡眠不足會增加熱量攝入，而熱量消耗卻幾乎沒變化，這導(dǎo)致體重輕微增加，卻顯著增加內(nèi)臟脂肪的堆積。這表明睡眠不足是之前未被認(rèn)識到的觸發(fā)內(nèi)臟脂肪堆積的新因素，而補覺在短時間內(nèi)并不能逆轉(zhuǎn)之前因睡眠不足導(dǎo)致的內(nèi)臟脂肪積累。
8，Nature：“讀心術(shù)”侵犯的隱私權(quán)誰來保護？
來源：Nature Portfolio
科學(xué)進步正在使“讀心術(shù)”這類科幻小說中的概念迅速成為現(xiàn)實，同時也向倫理學(xué)家拋出了棘手的問題——這些倫理學(xué)家正在商討如何監(jiān)管能讀取大腦的技術(shù)，從而保護隱私等基本人權(quán)。近日，神經(jīng)科學(xué)家、倫理學(xué)家和政府部長齊聚巴黎，在聯(lián)合國教科文組織舉辦的大會上探討了上述話題。一個需要監(jiān)管的領(lǐng)域是神經(jīng)技術(shù)可能被用于采集個人信息以及奧威爾式的人類思想和行為操控。決策者面臨的兩難在于，既要立法來防止神經(jīng)技術(shù)的潛在危害，又不應(yīng)妨礙對這類技術(shù)的益處開展研究。研究人員探討了“神經(jīng)權(quán)”（neurorights）的概念，也就是防止第三方獲取和影響個人神經(jīng)活動的權(quán)利。神經(jīng)權(quán)包含了消極自由和積極自由。此外，研究人員還提出了五種主要的神經(jīng)權(quán)：精神隱私權(quán)、防止會改變?nèi)烁竦牟倏兀皇鼙Ｗo的自由意志和決策權(quán)；獲得精神增強的平等機會；防止神經(jīng)技術(shù)核心算法中的偏見。
審校：Simon
