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研究揭示视觉皮层回路兴奋—抑制平衡调控方式

中科院上海有机所生物与化学交叉研究中心何凯雯课题组联合约翰霍普金斯大学Alfredo Kirkwood团队合作首次发现锥体神经元的E/I平衡并非恒定,而是在一天中发生周期性的振荡。该研究成果近日发表于《神经元》。 神经元对信息的处理和传播依赖于谷氨酸能这类兴奋性突触传递神经信号,同时也依赖于γ-氨基丁酸能这类抑制性突触对信号传导进行时间和空间上的限制。如同油门与刹车的配合决定了车辆能否安全正确地行驶,神经元的兴奋与抑制之间的平衡关系(E/I平衡)是决定神经元及神经网络功能发挥的关键因素,许多脑疾病都与E/I失衡密切相关。 在这项工作中,研究人员通过记录分析微小后突触电流,意外发现在初级视皮层、前额叶皮层以及海马中锥体神经元的兴奋性与抑制性突触强度在24小时的光暗周期内发生反向变化:当兴奋性突触事件的频率在暗周期中升高时,抑制事件的频率降低;反之兴奋性突触在光周期中下调时,抑制性突触则显著增强。E与I的反向变化提示神经元......阅读全文

发呆时你还了解你的大脑吗?

  我的脑子一片空白”、“大脑停止了转动”,如果你还在用这样的语言形容自己发呆时的情形,那就大错特错了:神经成像研究发现,当我们休息或发呆时,大脑中始终存在着一些神秘的“背景”神经活动。更让人惊讶的是,当我们有意识做事时,大脑耗能量却仅为“背景活动”的 1/20。这些看不见的神经活动,就是“大脑暗能

睡眠对大脑发育非常关键

  华盛顿州立大学的一项最新研究表明,在REM睡眠(快动眼睡眠)中大脑将白天的经历积极转化为长期记忆和相关能力。这项发表在Science Advances杂志上的研究,再次强调了儿童的睡眠需求,质疑了一些影响REM睡眠的药物(比如抗抑郁药)。  巩固记忆  Marcos Frank教授指出,动物幼年

环球科学:大脑暗能量

大脑暗能量  最新研究颠覆了我们对大脑的一贯看法:当我们休息或发呆时,大脑并未停止运行,一些神秘的“背景”神经活动始终存在。  大脑的默认模式  ● 神经科学家长期认为,当我们休息时,大脑中的神经回路处于关闭状态。  ●然而,大脑成像实验表明,大脑内存在一些持续的“背景活动”。  ●这种默

Neuron:一种在视觉上引发天生的防御反应的新的神经回路

  恐惧过度泛化是一种限制区分安全与威胁能力的状况,是创伤后应激障碍(PTSD)、广泛性焦虑障碍(GAD)和恐慌障碍等焦虑相关综合征的重要病理特征。然而,与传统的条件恐惧不同的是,处理先天恐惧的机制在很大程度上是未知的。  中国科学院深圳先进技术研究院(SIAT)的王立平教授和他的同事揭示了VTA(

疯狂的小鼠视觉研究实验

近些年,神经科学的发展迅速,然而在大脑视觉系统研究中多数研究人员使用的都是小鼠模型,因为小鼠是夜行动物、他们使用鼻子和胡须作为导航,因此一些人担心对小鼠视觉研究实验可能毫无意义! Nature:疯狂的小鼠视觉研究实验 几十年以来,科学家们都在致力于大脑视觉系统的研究,旨在了解视觉信号如何被

2011年度NSFC/RGC联合科研基金项目初评结果公布

  国家自然科学基金委员会与香港研究资助局2011年度联合科研基金共收到有效申请简表294份。经过国家自然科学基金委员会和香港研究资助局的初步评审,有61件联合申请(名单附后)同时通过双方初评,进入下一阶段的评审。   附件:初评结果公告(名单)国家自然科学基金委员会及香港研究资助局联合科研基金2

3月1日《自然》杂志精选

       封面故事: 关于“最老化石森林”的最新研究成果  Goldring的“最老化石森林”(以作为上个世纪20年代纽约州博物馆一次创新展出的主题而知名)是在为纽约州Schoharie县的Gilboa堤坝和水

专访江小龙:3项新技术+反复枯燥的实验=里程碑式成果

  穷其一生我们大多数人都在渴望突破,但突破就像喵星人的尾巴,在追逐的过程中令人筋疲力竭,找到好的方法可能会事半功倍,那么要想获得一份科学突破,是百分之九十九的汗水更重要,还是百分之一的灵感更重要呢?也许每个人都有自己的答案,但对于贝勒医学院的江小龙博士来说,应该两者都很重要。   上个月江博士研究

多光子显微镜成像技术:大视场多区域脑成像技术

为了了解神经回路的功能以及神经元之间的相互作用,需要对不同区域的大量神经元进行活体成像,我们这里介绍两种显微镜技术,分别针对大视场多区域成像和自由活动小鼠的活体成像。从图1可以看出用于视觉处理的神经元分布在直径约3毫米的区域——小鼠初级视觉皮层和多个较高级的视觉区域。当前的商用双光子显微镜系统通常提

诺奖得主Science发表最新成果

  假如你听到轮胎打滑的声音,然后就发生了车祸。那么下次再听到这样的声音,你可能就会因为可能发生的车祸而害怕。这说明大脑通过某种方式将两种记忆关联起来,使原本无害的声音能够引起恐惧心理。   MIT的神经学科学家在一月二十三日的Science杂志上发表文章,向人们展示大脑中两个重要神经回路的相互作

《Nature》12月最受关注的十篇论文

  英国著名杂志《Nature》周刊是世界上最早的国际性科技期刊,自从1869年创刊以来,始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。其办刊宗旨是“将科学发现的重要结果介绍给公众,让公众尽早知道全世界自然知识的每一分支中取得的所有进展”。近期《Nature》下载论文最多的十篇文章(2016年11

脑认知障碍研究获新进展

在《科学》杂志预测的2008年七大科研热点中,大脑神经回路研究是其一。借助一些新方法,科学家有望开始了解大脑神经细胞回路是如何处理信息和调控行为的。与此同时,一种名为弥散张量成像的磁共振新技术,也为科学家提供了人类大脑不同区域之间如何连接的新细节。这些技术不仅将帮助科学家深入了解神经回路是如何工作的

Cell:研究人员用单细胞精确控制老鼠大脑的行为

  哥伦比亚大学的一个神经科学家小组首次通过激活老鼠视觉皮层中的几个神经元来控制老鼠的视觉行为。  在发表在《Cell》杂志上的研究中,研究人员证明了所谓的神经元群在行为中具有因果关系。研究人员使用了新的光学和分析工具,在小鼠执行视觉任务时识别其皮层集合。他们还使用高分辨率光遗传学以单细胞精度同时靶

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

移植神经元能重建受损大脑回路

  英国《自然》杂志10月26日在线发表的一篇神经科学论文公布了一项重要脑科学研究成果: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。这一发现对神经移植领域有极大的激励作用,该领域正在寻求通过引入“替代”细胞来修复脑损伤和疾病。  传统观点和权威曾指出,大脑不能进行自我修复。随着脑科

移植神经元能重建受损大脑回路

  英国《自然》杂志26日在线发表的一篇神经科学论文公布了一项重要脑科学研究成果: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。这一发现对神经移植领域有极大的激励作用,该领域正在寻求通过引入“替代”细胞来修复脑损伤和疾病。   传统观点和权威曾指出,大脑不能进行自我修复。随着脑科学研

基金委与香港研究资助局联合资助初评结果公布

  国家自然科学基金委员会与香港研究资助局2012年度联合科研基金共收到各学科领域有效的项目申请简表192份。经过国家自然科学基金委员会和香港研究资助局的初步评审,最终有48份申请(名单附后)同时通过双方初评,进入下一阶段的评审。特此公告。  请本次初评中获得通过的项目申请人在近期注意收取

迄今最大脑皮层神经网络研究成果发布

  结合高通量功能成像技术制作的皮层神经元网络,达到单细胞的分辨率,其中每一根“线”及它们之间的连接都能看见,一些神经元根据它们在活脑中的活动方式被编成不同颜色。这也是功能连接组学上的最新样本。  科技日报北京3月29日电 (记者常丽君)据美国艾伦脑科学研究所消息,由该所和哈佛医学院(HMS)、弗兰

Cell:精确到单细胞!瞄准两个神经元便能控制视觉行为

  多年以来,人们试图通过对大脑不同区域进行电击来改善或治疗帕金森等运动障碍或抑郁症等神经障碍疾病。成千上万的神经疾病患者因此得以缓解病情。然而,这项治疗会牵扯到脑部大量未知的神经元。如果能够精确控制某几个控制疾病的神经元或将打开治疗神经性疾病的大门。  近日,哥伦比亚大学的神经科学家首次通过激活老

10月11日《自然》杂志内容精选

    石墨烯的技术应用  石墨烯(厚度为一个原子的二维形式的碳)的一系列特性都有潜在的实际用途。现在,石墨烯大规模生产的经济手段已经被开发出来,其中的一些应用可能很快会变成现实。因此,现在应当对石墨烯研究和生产方面的进展进行评述,对可能的应用进行分析。本文作者猜测,石墨烯的首批市场

《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

《科学》封面研究解开世纪之谜:脑子“简单”又聪明?

  很多鸟十分聪明。一些科学实验表明,乌鸦可以从镜子中认出自己,会制造工具;鸽子学习英文拼写的水平足以与6岁儿童媲美,还能区分得出莫奈和毕加索的画。  尽管鸟类表现出了非凡的认知能力,有一个问题却让科学家困惑了一百多年:它们的大脑组织看起来是如此的简单,与我们人类为代表的哺乳动物无法相提并论。  根

被称为“爱情激素”的催产素功能多多,你知道吗?

  上世纪70年代,催产素广受科学家的关注。当时研究表明,催产素不仅促进母亲行为的形成,对一系列社会行为也有所调节。这些社会行为包括:田鼠的一夫一妻制,羊的母婴联系,甚至人与人之间的相互信任。  催产素由脑垂体后叶分泌。通常,人们认为催产素的作用就是为孕妇催产和刺激乳房泌乳。催产素实际上还有一种男女

8月16日《自然》杂志精选

一种新型抗癌目标  这篇论文介绍了癌症基因组中“附带损伤”作为新型治疗策略一个可能基础的概念。Ronald DePinho及其同事研究了在功能上冗余的、具有“做家务”作用(比如说在细胞代谢中)的成对的“乘客”基因。他们假设,癌症中包含这样一个基因的基因删除(由于靠近肿瘤抑制基因而造成

汇总:所有你该知道的AR/VR/3D技术与发展(一)

  3D和“全息影像”这些词听得大家耳朵都起茧了。从松下在2010年发布首个3D电视系统起,到现在的虚拟现实和增强现实技术,这些词已经融入到我们的流行文化中,越来越成为我们所关注的焦点。毕竟现实世界是立体的,我们又何必把自己的体验限制在平面的屏幕上呢?  从2D过渡到3D是一个自然的过程,正如上世纪

汇总:所有你该知道的AR/VR/3D技术与发展(二)

  这种现象叫做运动视差,这是你可以使用一只眼睛感受到深度的原因。如果要提供真实的3D感受,运动视差是一个很重要的效果,因为观众与屏幕的相对位移是非常轻微的。  没有运动视差的立体视觉仍然可以让你感受到深度,但是这种3D图像会出现变形。例如在3D地图中的建筑物会开始出现扭曲, 背景的物体看上

蜂巢意识:未来机脑互连和共享大脑或将终结个人思维

  据国外媒体报道,最新研究表明,当前最新科学技术可以实现大脑之间的通讯,未来是否会终结个人思维,实现共享大脑?目前,加拿大科幻作者彼得·沃茨(Peter Watts)撰写一篇研究报告,对人类大脑互连技术进行了深度剖析,据悉,他之前曾是一位海洋生物学家,他最近撰写的一本小说是2014年出版的《模仿倾

绘制大脑活动图谱:神经科学的神圣新使命

  也许,很多人在孩提时代曾被迷宫游戏深深吸引过。对科学家来说,宛如神奇迷宫般的人脑一直具强大的吸引力。人脑如何成就了人类的独特智慧?科学巨人爱因斯坦的那颗不平凡大脑究竟隐藏了什么?……尽早揭开许许多多的谜底是生物学家长期以来的梦想。   2003年4月,人类基因组计划(简称HGP)

Nature新研究挑战临床医学传统认知

  在发表于5月25日《自然》(Nature)杂志上的一篇论文中,南卡罗来纳州医科大学(MUSC)的研究人员报告称,发现在感官刺激过程中,并未精确“调整”血流量增加以响应局部的神经活动,由此挑战了血管和局部神经反应紧密联系这一长期以来持有的观点。  许多脑成像技术都是依赖于血流和血氧的变化,包括功能