《Nature》复杂大脑中的简单数学

大脑具有数十亿神经元,这些神经元组成复杂的回路使我们得以感知世界、控制我们的活动并作出决定。破译大脑回路对于了解大脑工作机制以及神经学疾病致病机理非常重要。 日前,麻省理工大学MIT的神经学家向这一目标迈进了一大步。他们在8月9日发表于Nature杂志上的文章中,描述了两种主要大脑细胞以特定数学方式对神经活性进行抑制,一种减少总活性(减法)而另一种则对总活性进行划分。 “这是简单而又意义深远的计算模式,”文章资深作者神经学牛人Mriganka Sur教授说。“目前神经科学的一个主要挑战是,要将大量数据概念化,整合为一个计算模式框架。不同类型的神经细胞如何做到这一点,这一直是一个迷。” 该发现能帮助科学家了解更多疾病相关信息,包括孤独症、精神分裂症和双相情感障碍等被认为由大脑抑制-兴奋不平衡引起的疾病。 微妙的平衡 大脑中有数百种不同类型的神经元,大部分是兴奋神经元,而少数是抑制神经元。这两种......阅读全文

研究发现“僵尸”脑细胞或能发育为“工作神经元”

  近日,一项刊登在国际杂志Science Advances上的研究报告中,来自弗朗西斯克里克研究所等机构的科学家们通过研究发现,在大脑生长过程中预防神经元的死亡,意味着这些“僵尸”细胞可以发展成为功能性的神经元细胞。图片来源:Public Domain  在大脑发育过程中,大量神经元会自我破坏作为

神经学家尝试将脑细胞“窃听术”自动化

  将一个电极夹在活体动物大脑细胞上记录其电颤振是一项需要灵巧度和耐心的工作。这种技术的名字是“全细胞膜片钳”,被誉为“神经科学最好的艺术”,神经生物学家Edward Boyden说,而且该技术在全世界范围内仅有寥寥无几的实验室可以操作。  但研究人员正在设法使其转变为精简的、自动化的技术,利用机器

神经学家尝试将脑细胞“窃听术”自动化

   将一个电极夹在活体动物大脑细胞上记录其电颤振是一项需要灵巧度和耐心的工作。这种技术的名字是“全细胞膜片钳”,被誉为“神经科学最好的艺术”,神经生物学家Edward Boyden说,而且该技术在全世界范围内仅有寥寥无几的实验室可以操作。  但研究人员正在设法使其转变为精简的、自动化的技术,利用机

Nature神经学封面:解析“最重要的”运动神经元

  纽约大学Langone医学中心的科学家揭示了呼吸神经元回路建立所需的两个关键基因。他们的这项研究作为封面文章,发表在Nature旗下 Nature Neuroscience杂志十二月刊上。这一发现将有助于治疗脊髓损伤和肌萎缩侧索硬化症ALS等神经退行性疾病。肌萎缩侧索硬化症ALS会逐渐杀死控

人类大脑中发现新型脑细胞:为研究脑部疾病提供线索

  一个国际科研团队日前在人类大脑中发现了一种新型脑细胞。这种细胞在小鼠等啮齿类动物大脑中并不存在,有助于进一步揭示人脑独特性以及为研究脑部疾病提供新线索。  由美国艾伦脑科学研究所与匈牙利塞格德大学共同组成的科研团队利用单细胞基因测序技术,对两名已故中年男性捐献的脑组织进行了研究,最终在大脑新皮层

从美国神经学会年会看神经学研究的新趋势

  今年的美国神经科学学会(SfN)年会于11月3日-7日在圣地亚哥举行。众多科学家汇聚一堂,讨论神经科学领域的最新进展。尽管我们没法亲临现场,但BioTechniques的编辑Francesca Lake为我们带来了会议的一些亮点。  Lake提到,我们如今有能力生成大量数据;然而,将这些数据转化

《Nature》复杂大脑中的简单数学

  大脑具有数十亿神经元,这些神经元组成复杂的回路使我们得以感知世界、控制我们的活动并作出决定。破译大脑回路对于了解大脑工作机制以及神经学疾病致病机理非常重要。   日前,麻省理工大学MIT的神经学家向这一目标迈进了一大步。他们在8月9日发表于Nature杂志上的文章中,描述了两种主要大脑细胞以特

Cell子刊:控制脑细胞通讯的关键蛋白

  神经递质是神经元发送的一类化学物质,它能与其它神经元上的特异性受体发生相互作用,促使这些神经元改变其电反应。大脑中的神经元就是通过这样的方式进行交流通讯。日前,Bristol大学的科学家们发现了控制神经元通讯的关键性事件,这一研究发表在十一月二十七日的Cell Reports杂志上。   

大脑神经元的“能量工厂”能够调节血糖水平

  耶鲁大学医学院的研究者发现,大脑神经元的线粒体能控制餐后血糖高峰的水平。  一般认为血糖水平主要是由胰岛素、肝脏和肌肉来控制。然而,耶鲁大学的研究者发表在《细胞》杂志的最新研究发现,某些神经元线粒体在全身血糖调节中发挥重要作用。这个新发现有助于我们更好地理解2型糖尿病是如何发展的。  

大脑细胞也要“试镜”

   几十年来,神经学家一直在想,大脑如何能在不需要成长或扩大的情况下,继续学习新技能。有证据表明,脑细胞(神经元、突触和神经胶质细胞)的数量在人们学习之初会增加,但许多最终会被修剪掉,或者被分配到其他角色中去。不过,德国和瑞典联合研究团队近日在《认知科学趋势》上报告了一个新观点:大脑的膨胀或者收缩

研究发现近半脑细胞新功能

  据近日《自然·神经科学》杂志上的一篇论文,美国塔夫茨大学医学院的研究人员发现星形胶质细胞前所未知的新功能,其具有神经元一样的电活动,且可与神经元相互作用并改变神经元的功能。这为神经科学研究开辟了一个全新的方向,有朝一日可能会导致治疗从癫痫、阿尔茨海默病到创伤性脑损伤等多种疾病。  星形胶质细胞是

专家呼吁重视脑细胞外间隙研究

  近日,以“脑细胞外间隙认知科学与脑病诊治研究的新空间”为主题的中国科协第76期新观点新学说学术沙龙在京举行。   北京大学教授韩鸿宾提出,占据着脑容积20%的脑细胞外间隙是脑科学研究中长期被忽视的领域,认知科学、临床脑病、药学研究都对这部分空间没有给予足够的重视,现有的各类脑病机制研究也罕见关

Nature突破传统观点:移植神经元的融合

移植胚胎神经细胞可以连接到发育好了的成年小鼠视觉皮层上,并且随时间发展,促进它们对视觉线索的敏感度。这一研究成果公布在10月26日的Nature杂志上。这项研究打破了之前认为大脑无法自我修复的观点,证明了移植胚胎神经元能重建受损的成年小鼠大脑中的回路,并恢复其功能。来自法国国家健康研究所和医学研究院

Nature突破传统观点:移植神经元的融合

  移植胚胎神经细胞可以连接到发育好了的成年小鼠视觉皮层上,并且随时间发展,促进它们对视觉线索的敏感度。这一研究成果公布在10月26日的Nature杂志上。这项研究打破了之前认为大脑无法自我修复的观点,证明了移植胚胎神经元能重建受损的成年小鼠大脑中的回路,并恢复其功能。  来自法国国家健康研究所和医

《Neuron》:注意力容易分散吗?你需要一类脊髓神经元帮助

  人在行走时,脊髓运动电路(motor circuits)需持续地接收来自皮肤、肌肉等身体感受器的大量信息,比如感知脚底路面软硬、左右脚目前状态等等。  不要小看这些信息,它们能指挥大脑决策行走还是停止。但是,神经科学领域有一个大问题,当行为互相矛盾时,比如不受控制地频频眨眼,脊髓如何疏导导致行为

科学家建立大脑“开关”利用光脉冲有效关闭神经活动

  2005年,斯坦福科学家Karl Deisseroth 发现如何用他称为‘光遗传学’技术的光转换个体大脑细胞的开和关。从此以后,世界各地的研究小组使用这一技术来研究大脑细胞、心脏细胞、干细胞以及电信号的其他调节。   然而,光敏感蛋白在打开细胞上是有效的,但证明在关闭时很少有效。现在,经过

《Nature》子刊:一种脑细胞可能引起阿尔茨海默氏症

  更好的检测、预防和治疗阿尔茨海默的策略依赖于对患者大脑中细胞水平变化的更清晰的理解,一项新的研究发现了关于一种脑细胞对阿尔茨海默易感性的新细节。  研究人员发现,兴奋性神经元——那些更有可能触发动作的神经元(与抑制性神经元相反,抑制性神经元不太可能促进神经活动)——更容易受到异常tau蛋白累积的

中科院PNAS发表神经学研究新成果

  在转录后的基因调控中,RNA结合蛋白起到了核心作用。已知RNA结合蛋白HuD的mRNA水平会在神经发育过程中提高,这种蛋白与神经发育、神经可塑性以及神经疾病有关。  虽然HuD很早就与神经发生关联起来,但人们一直不了解HuD在其中的具体作用和调控机制。神经发生是神经干细胞分化为神经元的过程,这一

Nature子刊:代谢调控神经元活性

  饮食疗法可以控制许多癫痫患者的发病,此前人们一直不清楚这种治疗的作用机理。日前,McGill大学和Zurich大学的科学家们找到了答案,他们发现大脑细胞信号传递的能力与细胞的代谢有直接联系。这项研究于一月十六日发表在Nature Communications杂志上。   神经学研究者们往往

最新发现:“芯片大脑”可用来模拟药物对大脑影响

  1月16日消息,据Futurism网站报道,目前研究人员正在改进并完善“芯片大脑”技术。科学家们认为,随着这种技术的成熟,未来或将可以不再因许多神经系统疾病进行动物甚至人体临床试验。   图示:劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究人员戴夫索西亚(Dave Soscia)正在显微镜下检查“

研究揭开脑细胞的中风防御机制

治疗中风就是在和时间赛跑。阻塞血液供给的血块会阻止氧气和糖分向脑细胞流动,这就会导致脑细胞快速死亡。但是在1926年,有人注意到大脑海马体中的一些细胞并未遵循这一规则。对老鼠的试验表明这些幸存的细胞开始产生一种名为错构素的蛋白质,它促使细胞来保存能量。当研究人员阻止细胞产生错构素的时候,它们就像其它

iScience:研究发现电子烟会损害脑细胞

  加州大学河滨分校(University of California, Riverside)的一个研究小组发现,通常针对年轻人和孕妇的电子烟会在神经干细胞中产生应激反应,而神经干细胞是大脑中的关键细胞。图片来源:iScience  干细胞存在于整个生命中,成为具有更特殊功能的特化细胞,如脑细胞、血

睡眠和脑细胞有关

Poskanzer和她的团队追踪了老鼠大脑中慢波活动的变化,同时使用了一种可以在基因工程动物中开启细胞的药物来操纵星形胶质细胞。慢波活动可以用与地震仪在地震仪上刮擦来表示的方式几乎相同的方式来表示。当大脑清醒时,产生的痕迹通常是密集的,短促的动作。但是,在睡眠的某些阶段中,当慢波活动开始时,信号会变

Allen研究所承诺:活人脑组织加入豪华大脑数据库

  10月25日,西雅图艾伦脑科学研究所(Allen Institute for Brain Science)编绘了包括大型数据库和脑图谱在内的一组神经科学研究工具,宣布发表第一份人类活脑细胞数据报告。  对神经学家来说,新鲜人脑组织是稀缺资源。如今,手术中被丢弃的活脑组织将被添加到一个公开数据库中

西安交大Science子刊发表神经学研究新成果

  来自西安交通大学、多伦多大学等机构的研究人员在新研究中揭示了神经性疼痛的分子根源,证实其是由于大脑岛叶皮质(Insular Cortex)中突触NMDA受体增加所导致。从而为推动开发出有潜力的靶向治疗指明了新方向。研究论文发表在5月14日的《科学信号》(Science Signaling

上海生科院PNAS文章发表神经学研究新成果

  来自中科院上海生命科学研究院的研究人员在新研究中证实,X连锁微管相关蛋白Mid1调控了轴突的发育,这一研究发现在线发表在11月5日的《美国科学院院刊》上。   领导这一研究的是中科院上海生科院神经所熊志奇(Zhiqi Xiong)研究员,其早年毕业于华西医科大学,主要研究方向是运用细胞分子

中科院JBC文章发表神经学研究新成果

  来自中科院上海生命科学研究院、中国科学院大学的研究人员在神经生物学研究中获得新发现,证实神经活动调控Somatostatin表达,通过突触后生长抑素受体4(Somatostatin Receptor 4)减少了树突棘密度,降低了兴奋性突触传递。相关论文发表在国际期刊《生物化学杂志》(JBC)

实验性药物能阻止小鼠帕金森症的恶化

  约翰霍普金斯大学的研究人员表示,他们已经开发出了一种类似于用来治疗糖尿病的化合物的实验性药物,该实验性药物可以减缓小鼠帕金森症本身及其症状的恶化。   在用人类脑细胞培养物和活体小鼠模型进行的实验中,研究人员报告说该药阻断了帕金森症标志性的脑细胞降解,预计今年将开始该药的临床试验。约翰霍普金斯大

研究称老鼠植入人脑细胞后变聪明

图片来源:X. Han et al/Cell Stem Cell 2013  北京时间3月12日消息,据国外媒体报道,一项新研究发现,把人脑细胞植入老鼠体内可使这些动物更快学习新事物。科学家表示,他们把人体中枢神经系统中的胶质细胞植入动物体内,发现这些人体细胞影响动物大脑的通讯能力。

治疗阿尔兹海默,不让废物tau进入脑细胞即可

  普遍认为tau蛋白是导致阿尔兹海默症和慢性创伤性脑病等神经退行性疾病的罪魁祸首。事实上,tau大量存在于我们脑细胞内,它通常的作用是维持神经元结构和稳定性,并帮助营养物质从细胞的一部分转移到另一部分。  当tau错误折叠时,它变得粘腻不溶解,聚集在神经元内形成神经纤维缠结,扰乱神经元功能,最终杀