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10.30脑科学日报| 早期人脑和人工智能有着“诡异”的对应;精神分裂症患者的感觉统合功能受损与其小脑激活减弱相关

10.30脑科学日报| 早期人脑和人工智能有着“诡异”的对应;精神分裂症患者的感觉统合功能受损与其小脑激活减弱相关
2020年10月30日 07:31 新浪网 作者 brainnews脑科学新闻

  第829期   脑科学日报

  2020年10月30日

  科 学  时  讯

  1,Mol Cell | 魏绿等报道果蝇神经系统调控mRNA选择性切割和多聚腺苷化(APA)新机制

  来源:BioArt

  近日,来自美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心(MSKCC)的Eric Lai实验室在Molecular Cell杂志发表了文章Overlapping Activities of ELAV/Hu Family RNA Binding Proteins Specify the Extended Neuronal 3’ UTR Landscape in Drosophila。

  该研究以果蝇神经系统为研究对象,发现了一类神经系统特异性RNA结合蛋白,ELAV/Hu家族蛋白,能够调控果蝇神经系统中前体mRNA的选择性切割和多聚腺苷化过程,作者提出了三种ELAV/Hu家族蛋白具有可以互相补充的调控组织特异性APA的活性。该研究首次确认了果蝇神经系统中调控APA的反式调节元件(trans-acting factors),并进一步阐释了ELAV/Hu家族蛋白调控神经系统APA的分子机制。

  2,Sci Adv丨郁金泰团队发现神经退行性疾病防治新靶点FAM171A2

  来源:BioArt

  近日,复旦大学附属华山医院神经内科郁金泰教授、董强教授团队与青岛大学附属青岛市立医院谭兰教授团队、哈佛大学麻省总院张灿教授和陆军军医大学大坪医院王延江教授等合作在Science Advances杂志在线发表了题为“The FAM171A2 gene is a key regulator of progranulin expression and modifies the risk of multiple neurodegenerative diseases”研究论著。

  本研究基于临床研究、生物信息学分析,结合基础实验,首次发现一个新基因FAM171A2是神经退行性疾病发病相关重要蛋白颗粒蛋白前体(progranulin,PGRN)的关键调节基因,并且是阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD)、额颞叶痴呆(FTLD)等神经退行性疾病的风险基因。此外,本研究还明确了FAM171A2在血管内皮细胞和小胶质细胞上表达,提示该基因可能具备调节血脑屏障和神经炎症等方面的功能。这一发现有助于阐明脑内PGRN的调节网络,为神经退行性疾病防治提供新靶点。

  3研究发现了一种有预防和逆转阿尔茨海默病潜力的突破

  来源:阿尔茨海默病

  由加拿大卡尔加里大学卡明医学院(CSM)S.R.Wayne Chen博士领导的一个研究小组发现,限制一种称为兰诺定受体2(ryanodine receptor 2,RyR2)通道的开放时间,在动物模型中可以逆转并预防阿尔茨海默病的进展,该通道像通向位于心脏和大脑中的细胞的通道一样。

  他们还确定了一种可以中断疾病进程的药物(用于心脏病的卡维地洛,Carvedilol)。将药物给予动物模型的效果非常显着:治疗一个月后,这些动物模型的记忆力丧失和认知障碍消失了。这项突破性研究的结果最近发表在同行评审期刊《细胞报告》(Cell Reports)上。

  4,在这个方面,早期人脑和人工智能有着“诡异”的对应

  来源:科技工作者

  一项近日发表在《当代生物学》杂志的文章指出,大脑在视觉形成的初始阶段就会检测到三维形状信号(比如突起、凹陷、轴形或球体)。这一自然人脑策略与约翰霍普金斯大学研究人员在训练人工智能时发现的智能视觉策略一致。

  研究人员对自然神经元和人工神经元进行了同样的图像反应测试,并在论文中详细介绍了大脑视觉皮层V4区的神经元是如何形成三维形状信号的,打破了过去40年来的研究局限性(过去科学家只关注二维形状信号)。随后,研究人员在高级计算机视觉网络AlexNet的早期阶段(第3层)发现了人工神经元的相似反应。神经科学教授Ed Connor说,实际上,AlexNet及类似的深层网络部分是基于大脑中的多级视觉网络设计的,而他们观察到的相似之处可能预示着,未来我们有机会利用自然智能和人工智能之间的关联。

  5,精神分裂症患者的感觉统合功能受损与其小脑激活减弱相关

  来源:中科院心理所

  神经软体症是指在运动协调、感觉统合以及抑制功能上的一系列轻微损伤,广泛见于分裂型特质人群、精神分裂症患者及其未患病一级家属等精神分裂症谱系群体。已有研究表明,神经软体症与精神分裂症症状相关,在精神分裂症的发生发展中扮演重要角色。

  中国科学院心理健康重点实验室神经心理学与应用认知神经科学实验室的陈楚侨研究员带领其团队与其国际合作者设计了一项实验。实验记录了52名首发精神分裂症患者、52名对照组、25名精神分裂症患者未患病的兄弟姐妹、以及56名健康同卵双生子与56名健康异卵双生子在完成感觉统合任务时的脑激活模式。

  结果提示,小脑激活减弱可能是精神分裂症谱系群体感觉统合异常的重要神经机制,并且该异常在一定程度上受遗传因素影响。而完成感觉统合任务时的小脑激活异常可能是精神分裂症谱系的内表型之一。研究论文已在线发表于Journal of Abnormal Psychology。

  6,嗅觉皮质弥散峰度成像对帕金森病的早期诊断价值

  来源:中华神经科杂志

  目前临床上早期辅助诊断帕金森病的影像学检查主要包括有经颅黑质超声、磁共振成像等。磁共振弥散峰度成像(DKI)是新发展的成像技术,对分析神经纤维组织完整性更具优势,有利于发现中枢神经系统细微组织结构的病变。

  本文拟应用DKI技术定量分析早期帕金森病组与健康对照组嗅觉皮质各脑区的差异,并研究其与年龄、病程、Hoehn-Yahr(H-Y)分期、嗅觉功能、认知功能的相关性,探讨DKI技术对帕金森病的早期诊断价值。结果表明,左侧杏仁核DKI可以作为帕金森病早期的生物标志物,对帕金森病早期辅助诊断具有一定帮助。MoCA、FAB量表可用于监测帕金森病患者认知障碍进展水平的工具。帕金森病认知功能障碍可能与额叶功能损害相关。

  7,可穿戴设备帮助ALS患者交流

  来源:生物谷

  患有肌萎缩性侧索硬化症(ALS)的人,他们控制肌肉的能力会逐渐下降。因此,他们经常失去说话的能力,很难与他人交流。

  麻省理工学院的一个研究小组现在设计了一种可伸缩的、类似皮肤的装置,它可以附着在病人的脸上,并可以测量诸如抽搐或微笑这样的小动作。使用这种方法,患者可以通过仪器测量和解读各种各样的情绪,比如“我爱你”或者“我饿了”。该研究发表在了Nature Biomedical Engineering上。

  8,“钻进”细胞,探寻病因!这款VR设备让科学家在你的身体漫步

  来源:大数据文摘

  在上周发表在《自然医学》上的一篇论文中,研究人员描述了一款使科学家能够使用虚拟现实(VR)头盔进入细胞或其他生物结构内部并进行探索的新型软件。这种新鲜的、近乎个人化的生物结构观察,可能让研究人员更好地了解细胞的内部运作,并寻找疾病的成因。

  这款名为vLUME的软件允许科学家们切割并操纵感兴趣的子区域的视图。vLUME软件使用由数百万个单独的点组成的超分辨率图像的数据,这些点又称为萤光团,代表了单个分子的3D位置。vLUME先将这些信息渲染为点云,或空间中的一组数据点。接着对点云进行探索和分割。然后,该软件使用聚类算法对复杂的数据集进行分析,以找到生物结构的模式。该软件将免费提供给学术界使用。用户需要的只是一个VR头盔。

  

  

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