研究发现高体重指数会使大脑衰老加速12年

研究发现高体重指数会使大脑衰老加速12年 该研究分析了一项为期16年的人群队列数据，以调查累积体重指数对25至83岁成年人神经影像特征的影响。研究人员发现，高体重指数与较小的脑容量和较大的白质高密度（WMH）有关，尤其是在45岁以下和60岁以上的成年人中。高体重指数与脑容量较小、白质病变体积较大以及微结构完整性异常有因果关系。资料来源：首都医科大学附属北京友谊医院，吕晗"累积体重指数过高不利于大脑健康，尤其是对于45岁以下的年轻成年人来说，这相当于大脑衰老了约12年，"吕晗副教授说，"建议将体重指数保持在26.2千克/平方米以下，以改善大脑健康。"研究利用广义线性模型来评估累积体重指数与各种神经影像特征（包括大脑宏观结构、白质完整性和大脑微观结构）之间的关联。此外，研究还进行了孟德尔随机分析，以利用基因数据确定因果关系。结果表明，高体重指数与某些大脑区域灰质体积变小和分数各向异性增加有因果关系，这突出了在整个成年期保持健康体重指数对维护大脑健康的重要性。"这项研究为了解体重指数与大脑健康之间的关系提供了重要见解，强调了控制体重指数以改善神经系统预后的公共卫生策略的必要性，"吕晗副教授总结道，"未来的研究应侧重于获取纵向神经影像学数据，以进一步探讨这些关联。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

解码小鼠的思维：索尔克研究所具有里程碑意义的表观基因组大脑图谱

解码小鼠的思维：索尔克研究所具有里程碑意义的表观基因组大脑图谱 这些工作由美国国立卫生研究院的"通过推进创新神经技术进行大脑研究计划"（BRAINInitiative）负责协调，该计划的最终目标是为哺乳动物的大脑绘制一幅全新的动态图像。索尔克教授、遗传学国际理事会主席、霍华德-休斯医学研究所研究员约瑟夫-埃克（Joseph Ecker）说："通过这项工作，我们不仅获得了关于哪些细胞构成了小鼠大脑的大量信息，还了解了这些细胞内的基因是如何被调控的，以及这些基因是如何驱动细胞功能的。当利用这个基于表观基因组的细胞图谱，开始研究已知会导致人类疾病的基因变异时，就会对哪些细胞类型在疾病中可能最脆弱有了新的认识"。美国国立卫生研究院大脑计划于 2014 年启动，已为研究人员提供了 30 多亿美元的资金，用于开发变革性技术并将其应用于脑科学。2021年，得到"脑神经启示录计划"（BRAIN Initiative）支持的研究人员包括索尔克（Salk）的团队公布了小鼠大脑图谱的初稿，该图谱开创了描述神经元特征的新工具，并将这些工具应用于小鼠大脑的小切片。今年早些时候，许多相同的技术被用于绘制最初的人脑图谱。在最新的工作中，研究人员扩大了研究细胞的数量和小鼠大脑的区域，并使用了过去几年才出现的新的单细胞技术。左上图：解剖小鼠大脑的三维效果图，根据解剖的脑区划分为不同的部分；左下图：小鼠大脑的三维效果图，根据解剖的脑区划分为不同颜色的部分（黄色、蓝色、水蓝色、绿色、粉色、橙色、棕色、红色）。右上角：小鼠大脑的垂直切片，不同颜色（橙色、绿色、蓝色、水蓝色、红色、紫色）代表不同细胞类型，代表特定细胞类型在该切片中的空间位置；右下角：小鼠大脑的垂直切片，不同颜色（橙色、绿色、蓝色、水蓝色、红色、紫色）代表不同细胞类型，代表特定细胞类型在该切片中的空间位置：多色圆圈（黄色、蓝色、水蓝色、绿色、粉红色、橙色、棕色、红色）代表根据表观基因组剖析在小鼠整个大脑中发现的细胞类型的数量和多样性。资料来源：索尔克研究所全脑分析和公众可及性两篇新论文的资深作者爱德华-卡拉韦教授说："这是整个大脑的研究，以前从未有过。观察整个大脑会产生一些想法和原理，而这些想法和原理是你每次观察一个部分所无法了解的"。为了帮助其他研究小鼠大脑的研究人员，新数据通过一个在线平台公开发布，不仅可以通过数据库进行搜索，还可以使用人工智能工具 ChatGPT 进行查询。索尔克研究教授玛格丽塔-贝伦斯（Margarita Behrens）补充说："将小鼠作为模式生物的人非常多，这为他们在涉及小鼠大脑的研究中提供了一个非常强大的新工具。"这期《自然》特刊共刊登了 10 篇美国国立卫生研究院大脑计划（NIH BRAIN Initiative）的文章，其中 4 篇由索尔克研究人员合著，描述了小鼠大脑的细胞及其连接。这四篇论文中的亮点包括单细胞 DNA 甲基化图谱为了确定小鼠大脑中的所有细胞类型，索尔克研究人员采用了一次分析一个脑细胞的尖端技术。这些单细胞方法既研究细胞内DNA的三维结构，也研究DNA上附着的甲基化学基团的模式这是基因受细胞控制的两种不同方式。2019年，埃克的实验室小组开创了同时进行这两项测量的方法，这让研究人员不仅能研究出不同细胞类型中哪些基因程序被激活，还能研究出这些程序是如何开启和关闭的。研究小组发现了基因在不同细胞类型中通过不同方式被激活的例子，就像用两个不同的开关打开或关闭电灯一样。了解了这些重叠的分子回路，研究人员就能更容易地开发出干预脑部疾病的新方法。埃克实验室的博士后研究员、本文第一作者刘汉清说："如果你能了解这些细胞类型中所有重要的调控元素，你也就能开始了解细胞的发育轨迹，这对了解自闭症和精神分裂症等神经发育疾病至关重要。"研究人员还对大脑的哪些区域含有哪些细胞类型有了新的发现。在对这些细胞类型进行编目时，他们还发现脑干和中脑的细胞类型远远多于大得多的大脑皮层这表明大脑的这些较小部分可能进化出了更多的功能。单细胞染色质图另一种间接确定DNA结构以及细胞正在积极利用哪段遗传物质的方法是测试哪些DNA可以被其他分子结合。加州大学圣地亚哥分校的任兵（Bing Ren）领导的研究人员（包括索尔克的埃克和贝伦斯）利用这种称为染色质可及性的方法，绘制了来自117只小鼠的230万个脑细胞的DNA结构图。然后，研究小组利用人工智能，根据这些染色质可及性模式，预测DNA的哪些部分是细胞状态的总体调控因子。他们发现的许多调控元件都位于DNA片段中，而这些DNA片段已经与人类脑部疾病有牵连；关于哪些细胞类型使用哪些调控元件的新知识有助于确定哪些细胞与哪些疾病有牵连。神经元投射和连接在贝伦斯、卡拉韦和埃克共同撰写的另一篇论文中，研究人员绘制了整个小鼠大脑神经元之间的连接图。然后，他们分析了这些图谱与细胞内甲基化模式的对比。这让他们发现了哪些基因负责引导神经元到达大脑的哪些区域。埃克实验室的博士后研究员、该论文的共同第一作者周景天（音译）说："我们发现了某些规则，这些规则根据细胞的DNA甲基化模式决定细胞投射到哪里。"神经元之间的连接对其功能至关重要，而这套新规则可能有助于研究人员研究疾病中出现问题的原因。比较小鼠、猴子和人类的运动皮层运动皮层是哺乳动物大脑中参与计划和执行自主肢体运动的部分。贝伦斯、埃克和任领导的研究人员研究了来自人类、小鼠和非人灵长类运动皮层的 20 多万个细胞的甲基化模式和 DNA 结构，以更好地了解运动皮层细胞在人类进化过程中的变化。他们能够确定特定调控蛋白的进化与基因表达模式进化之间的相关性。他们还发现，近 80% 的人类特有的调控元件是可转座元件DNA 的移动小段，可以很容易地改变在基因组中的位置。"我认为，总的来说，这一整套研究为其他人未来的研究提供了蓝图，"索尔克分子神经生物学文森特-科茨讲座教授卡拉韦说。"研究特定细胞类型的人现在可以查看我们的数据，了解这些细胞的所有连接方式以及它们的所有调控方式。这是一种资源，可以让人们提出自己的问题"。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

我们在进化吗？新研究揭示人类大脑越来越大

我们在进化吗？新研究揭示人类大脑越来越大 研究人员假设，大脑体积的增大可能会导致大脑储备的增加，从而有可能降低老年痴呆症的总体风险。研究结果发表在《美国医学会神经病学杂志》上。查尔斯-德卡利（Charles DeCarli）是加州大学戴维斯分校阿尔茨海默病研究中心主任、神经病学杰出教授。资料来源：加州大学戴维斯分校健康中心该研究的第一作者查尔斯-德卡利（Charles DeCarli）说："一个人出生的年代似乎会影响大脑的大小，并可能影响大脑的长期健康。遗传在决定大脑大小方面起着重要作用，但我们的研究结果表明，健康、社会、文化和教育因素等外部影响也可能起到一定作用。"DeCarli 是加州大学戴维斯分校阿尔茨海默病研究中心主任、神经病学杰出教授。研究人员使用了弗雷明汉心脏研究（FHS）参与者的脑磁共振成像（MRI）。这项以社区为基础的研究于1948年在马萨诸塞州弗雷明汉市启动，目的是分析心血管疾病和其他疾病的模式。最初的研究对象包括 5209 名年龄在 30 岁至 62 岁之间的男性和女性。这项研究已经持续了 75 年，现在包括第二代和第三代参与者。核磁共振成像是在 1999 年至 2019 年期间进行的，对象是 20 世纪 30 年代至 70 年代出生的家庭健康调查参与者。大脑研究包括 3226 名参与者（53% 为女性，47% 为男性），核磁共振成像时的平均年龄约为 57 岁。与 20 世纪 30 年代相比，20 世纪 70 年代出生的人的脑容量有所增加。资料来源：加州大学戴维斯分校健康中心这项由加州大学戴维斯分校领导的研究对 20 世纪 30 年代出生的人和 20 世纪 70 年代出生的人的核磁共振成像进行了比较。研究发现，一些大脑结构在逐渐但持续地增加。例如，对大脑体积（颅内容积）的测量显示，大脑体积在十年间稳步增长。20 世纪 30 年代出生的人的平均脑容量为 1234 毫升，而 20 世纪 70 年代出生的人的脑容量为 1321 毫升，即增加了约 6.6%。皮质表面积大脑表面的测量指标显示出十年间更大的增长。20 世纪 70 年代出生的参与者的平均表面积为 2,104 平方厘米，而 20 世纪 30 年代出生的参与者的平均表面积为 2056 平方厘米，几乎增加了 15%。研究人员发现，与 20 世纪 30 年代出生的人相比，20 世纪 70 年代出生的人的大脑结构，如白质、灰质和海马体（参与学习和记忆的大脑区域）的大小也有所增加。大脑越大，痴呆症发病率越低据阿尔茨海默氏症协会称，目前约有 700 万美国人患有阿尔茨海默氏症。预计到 2040 年，这一数字将上升到 1120 万。尽管随着美国人口老龄化的加剧，老年痴呆症的发病率（即患病人口比例）在不断下降。之前的一项研究发现，自 20 世纪 70 年代以来，痴呆症的发病率每十年下降 20%。改善大脑的健康和大小可能是原因之一。DeCarli说："像我们的研究中观察到的这种较大的大脑结构可能反映了大脑发育的改善和大脑健康的提高。更大的大脑结构代表着更大的大脑储备，可以缓冲阿尔茨海默氏症和相关痴呆症等老年性脑部疾病的晚年影响。"这项研究的优势之一是FHS研究的设计，它使研究人员能够检查出生日期跨越近80年的三代参与者的大脑成像。但其局限性在于，非西班牙裔白人参与者在家庭健康调查的人群中占大多数，这在美国人口中并不具有代表性。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

水果真的促进了灵长类动物的大脑发育吗？新研究挑战旧观念

水果真的促进了灵长类动物的大脑发育吗？新研究挑战旧观念 灵长类动物为什么拥有大脑袋？为了探究这个问题，研究人员在巴拿马热带雨林进行了实验，比较大脑较大的灵长类动物和大脑较小的哺乳动物的觅食智力。灵长类动物（如人类）拥有比其他大多数哺乳动物更大的大脑。多年来，研究人员一直在探索一种可能性，即饮食，尤其是水果的摄入量，可以解释为什么灵长类动物的大脑如此之大。最近，来自马克斯-普朗克动物行为研究所和史密森尼热带研究所的一个研究小组首次对这一假设进行了验证，结果发现水果饮食理论可能失效了。研究人员利用无人机成像、全球定位系统跟踪和精细的行为分析，测试了四种食果哺乳动物如何在巴拿马雨林中解决同样的自然觅食难题。他们发现，脑容量较大的灵长类动物并没有比脑容量较小的哺乳动物更有效地解决寻找水果的难题。今天发表在《英国皇家学会会刊 B》上的这项研究颠覆了传统观点，即在寻找食物时需要一个大脑袋才能做出明智的决定。长鼻浣熊是浣熊的近亲，主要在地面上生活和觅食。图片来源：Christian Ziegler / 马克斯-普朗克动物行为研究所根据灵长类动物如何进化出更大的大脑的主要理论，水果和智力携手为大脑的生长提供动力。大脑较大的动物可以利用它们的智慧更有效地找到水果，这反过来又为更大的大脑提供了更多的能量。水果毕竟是一种宝贵但可变的资源。它对动物的认知能力提出了要求，动物必须找到结果的果树，并记住它们成熟的时间。研究表明，大脑的大小与食物中水果的数量之间存在相关性，从而为大脑进化的饮食理论提供了支持。但来自 MPI-AB 和 STRI 的研究人员认为，质疑这一理论的时机已经成熟。"水果饮食假说从未得到过实验支持，"第一作者、STRI 副研究员本-赫希（Ben Hirsch）说。障碍在于方法。要验证水果饮食假说，科学家必须测量动物寻找水果的效率。赫希说："灵长类动物和许多其他哺乳动物每天都要长途跋涉寻找食物，因此几乎不可能在实验室中复制它们在现实世界中面临的导航挑战。研究小组利用巴拿马巴罗科罗拉多岛热带雨林中的一种自然现象，规避了这一问题。每年有三个月的时间，吃水果的哺乳动物不得不以一种树种Dipteryx oleifera为食。"动物们几乎只吃Dipteryx果实，它们同时在解决同一个觅食难题，"资深作者、MPI-AB 主任、康斯坦茨大学洪堡教授 Meg Crofoot 说。"这为我们比较它们的觅食效率提供了强有力的工具。"研究期间通过无人机飞行探测到的巴罗科罗拉多岛上的Dipteryx树分布图。资料来源：Hirsch 等人，Proc B 2024研究小组在夏季通过无人机飞越树冠绘制了巴罗科罗拉多岛上所有Dipteryx树的位置图，当时这些高大的树木开满了显眼的紫色花朵。果树地图揭示了动物所面临的水果难题的全部范围，但科学家们仍然需要测试不同脑容量的哺乳动物访问这些果树的效率。他们跟踪了两只大脑袋灵长类动物（蜘蛛猴和白面卷尾猴）和两只小脑袋浣熊近亲（长鼻浣熊和金毛浣熊）的几个个体。GPS 传感器显示了动物前往Dipteryx树的路径，而加速度计则证实了动物在树上活动的情况，并有可能在树上觅食。然后，科学家们用每天在Dipteryx树上活动的时间除以行走的距离来计算路线效率。根据水果饮食假说，大脑壳卷尾猴和蜘蛛猴的路线效率应该高于疣猴和金冠猴。克罗福特说："我们没有发现任何证据表明，大脑较大的动物会做出更聪明的觅食决定。如果大脑袋确实能让动物变得更聪明，那么这种聪明并没有被用来更有效地找到热带雨林中的果树。"那么，为什么某些物种的大脑体积会增大呢？作者说，通过反驳果实饮食假说，他们的研究可以将焦点转移到觅食效率之外的想法上。赫希说："较大的大脑可能会促进更好的历时记忆，使这些物种能够更好地把握上树的时间，最大限度地获得成熟的果实。作者还认为，较大的大脑可能与工具使用、文化或社会群体生活的复杂性有关。""我们的研究无法确定大脑进化的确切驱动因素，"克罗福特说，"但我们已经能够利用微创技术，对有关野生动物进化、认知和行为的重大假设进行经验性测试。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

研究人员称大脑对深度伪造声音的响应不同

研究人员称大脑对深度伪造声音的响应不同 根据发表在《自然》期刊上的一项研究，苏黎世大学研究人员发现，大脑对自然人声和深度伪造人声的处理方式不同。研究人员首先录制了四位男性的声音，然后使用一种转换算法(Conversion algorithm)生成深度伪造声音。25 名参与者在聆听了一对声音后被要求判断它们是否相同。参与者在三分之二的情况下正确识别了深度伪造人声。研究人员指出深度伪造声音确实能欺骗人，但尚不完美。研究人员随后用成像技术检查大脑，观察哪些区域对深度伪造声音和自然声音的反应不同。他们确定了两个能识别伪造声音的区域：伏隔核和听觉皮层。伏隔核是大脑奖励系统的关键组成部分。当参与者被要求判断深度伪造人声和自然人声是否相同时，其活跃性较低。当被要求对比两个自然人声时它相当活跃。 via Solidot

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【#健康新视界】古典音乐是良药，莫扎特效应真实存在！古典乐可减少焦虑和忧虑，改善大脑功能、增加脑容量，并提高推理能力，减少大脑萎缩风险！大脑为何喜欢古典乐？治疗癫痫病、帕金森症，哪些古典音乐最有效？ 观看首播 观看更多：