#港闻【Now新闻台】港大医学院研发快捷方法，将血液和皮肤细胞转化为脑神经干细胞，治疗衰老疾病。

#港闻 【Now新闻台】港大医学院研发快捷方法，将血液和皮肤细胞转化为脑神经干细胞，治疗衰老疾病。 要获取位于大脑深处的神经元作研究十分困难，港大医学院团队成功将不同年龄小鼠的皮肤细胞，转化为具有脑内细胞特征的脑神经干细胞，进一步改良诱导方法应用于人类细胞，并成功将来自人类捐赠者的血细胞诱导为脑神经干细胞。 这些脑神经干细胞有助研究和治疗衰老相关疾病，例如阿兹海默症、柏金逊症及渐冻人症等，团队下一步会研究将老年人血细胞产生脑神经细胞。

AirPods 成为可穿戴脑机接口，从预防老年痴呆到成为 VR 传感器

AirPods 成为可穿戴脑机接口，从预防老年痴呆到成为 VR 传感器 加州大学圣地亚哥分校研究了一种可用于 AirPods 的外层柔性传感器，由于耳道靠近中枢神经系统，该传感器可以同时监测脑电波和乳酸浓度。脑状态和代谢物的监测是对早期疾病检测、健康监测、VR/AR 应用产生重大影响的两个维度。 耳朵靠近中枢神经系统、主要脉管系统和听觉皮层。该传感器除了可获取脑电图、眼电图、皮肤电活动、脉率和血氧饱和度等多个生理参数，还可以从多个外分泌汗腺分析重要代谢物。 数据通过耳机无线传输，实时分析佩戴者的认知变化、压力、情绪，神经退行性疾病 (如癫痫、阿尔茨海默症、帕金森)。加上传感器的电化学乳酸监测，还可区分全身性癫痫发作与心因性非癫痫和晕厥事件。

研究：气候变化影响大脑健康

研究：气候变化影响大脑健康 研究发现，极端高温和气候变化不但会影响痴呆症、癫痫症和抑郁症等疾病的患病率，还会增加入院、残疾甚至死亡的相关风险。 英国伦敦大学学院的研究人员分析了神经科学文献，揭示了极端高温等环境因素如何影响心理健康和神经系统疾病。 领导这项研究的伦敦大学学院神经病学研究所教授西索迪亚说：“大脑必须维持在相对狭窄的温度范围内才可正常运作。如果大脑患有疾病，那大脑的体温调节能力就会受到损害。患有神经系统疾病的人若处在非同寻常的热浪环境中，很可能会使他们的病情变得更糟糕。” 在这项星期三（5月15日）发表的研究中，研究人员审查了332份报告，探讨环境对19种神经系统疾病的影响，包括阿尔茨海默症和其他形式的痴呆症、偏头痛、中风、多发性硬化症和脑膜炎。他们还收集了有关抑郁症、焦虑症和精神分裂症的研究，因为精神疾病经常与神经系统疾病并存。研究结果显示，天气以不同的方式影响每一种疾病，但在大多数情况下，会引发较高的患病率或导致病情恶化。 研究员的发现包括，患有阿尔茨海默症和其他痴呆症的人在极端高温下很难做出适应性选择，如寻求帮助、穿更轻便的衣服或多喝水。此外，夜间高温往往会影响睡眠质量，而睡眠不足则会使癫痫症变得更严重。 研究环境对大脑影响的神经科学家伊基兹说，气候变暖对大脑造成的损伤，或要到进行医疗干预后才会被发现。为此，科学家呼吁开展更多研究和政策干预，以减轻气候变化对个人和公共卫生系统造成的经济损失，特别是在较贫穷的国家。 2024年5月16日 12:00 PM

专访清华大学脑机接口科研团队负责人：中美“脑机接口”下一突破是什么？

专访清华大学脑机接口科研团队负责人：中美“脑机接口”下一突破是什么？ 中方团队脑机接口技术路径与美方有何不同？相关技术何时能得到成熟应用？清华团队相关技术负责人近日在接受《环球时报》记者采访时描绘了现实，也展望了远景。“在安全性和性能间寻求平衡”“我们的NEO技术突破并不是短时间内突然实现的，我们为此已经奋斗了十余年，走了很长的路才完成从科学想法到工程实现，最终步入临床试验的过程。”带领团队开展该项研究的清华大学医学院教授洪波近日在接受《环球时报》记者采访时表示，准确来说，其团队开展的是全球首例无线微创脑机接口试验，这与美国科研团队此前开展的打开硬脑膜全植入式的脑机接口试验不同，中方团队技术路径的关键在于微创。目前，脑机接口技术按照其是否需要侵入大脑以及侵入的程度分为非侵入式、侵入式、半侵入式三类。洪波借用“屋子”来阐释这些技术路径的不同：假设人类的大脑是一间屋子，屋中坐了几十个人，每个人都相当于一个脑细胞，全侵入式方案就相当于在每个人面前都放一个麦克风，此时信号采集的效果是最好的。马斯克“神经连接”公司采用的就是这种脑机方案，在硬脑膜内放入成百上千个电极采集脑细胞信号。而非侵入式的脑机技术相当于在屋外放一个麦克风，这时信号采集相对较弱，但安全性更高。而清华团队采用的则是一种“折中”的半侵入式方案，将电极放在硬脑膜外面。“此时采集的信号介于屋内屋外两者之间，有点像把麦克风贴在门边。我们追求的是安全性和性能之间的一种平衡。”洪波称。据了解，清华大学科研团队的无线微创植入脑机接口技术，是将多个电极贴在颅骨内的硬脑膜上，这一区域虽然信号采集不如直接将电极插入脑细胞内，但它不会对脑细胞产生损伤。“一般人的颅骨厚度有6毫米到1厘米，两侧和后脑甚至更厚，这足够嵌入电极和处理芯片。手术完成后，患者很快就可以回家，无线微创脑机技术更具长久性。”洪波表示。从科学上讲，侵入式脑机接口方案采集的信号量相较采用无线微创技术要强得多，但该技术的首要风险是感染。由于这种技术需要用一根插头连接大脑和外部设备，因此会产生一个开放式的创口。此外，当电极插进脑细胞，会引发胶质细胞的免疫反应。一段时间后，胶质细胞就会包裹电极，导致信号变差、系统难以顺畅工作。创伤感染和电极结痂也是马斯克“神经连接”公司脑机方案所面临的两大难题。将拓展更多应用场景据首都医科大学北京宣武医院介绍，全球首例接受NEO植入脑内的患者是一位因车祸引起的颈椎处脊髓完全性损伤的男性，该患者此前长期处于四肢瘫痪状态。在完成NEO临床植入试验后，该患者经过3个月的居家康复训练，目前可以通过脑电活动驱动气动手套，实现自主喝水等脑控功能，抓握准确率超过90%。洪波认为，接下来的目标是争取获得国家三类植入医疗器械许可证，团队正在准备大规模临床试验，乐观估计经过两年左右时间，无线微创植入脑机接口技术可获得上市许可，这就意味着这套脑机接口系统将成为一个成熟的产品，可以在全国得到应用。一旦成熟应用，受益的将不仅仅是高位截瘫患者，洪波介绍称，这项技术对于下肢康复患者、脊髓损伤患者，甚至渐冻症、抑郁症、癫痫、阿尔茨海默病等疾病患者都有相应的应用场景。以渐冻症患者为例，患者四肢的运动神经元几近凋亡，丧失了运动和感觉的能力，如果能将这套脑机接口连接到患者的大脑运动皮层，就可以控制电脑屏幕的光标。将来可以为渐冻症患者制造脑控的鼠标和键盘，用脑机接口技术操纵电脑打字，帮助渐冻症患者写文章并和他人交流。“包括这项技术未来是否可以用作语言解码，我们都在开展更精准的研究，团队有很多基础科学的积累，在国家自然科学基金和科技部资助下，正试图揭示人脑中如何编码汉语的语音和语言。如果再向远方展望，脑机接口技术不仅可以帮助残疾患者，更重要的是，它有可能成为未来人类进化中的重要一步。人类的行为是一种智能，富有灵活性和创造力，而机器的行为更加精准高效，又是另外一种智能，两者的融合将构建一个无限可能的未来。”洪波称。“数字永生”还有多远？除了在医学领域具有广阔应用前景外，脑机接口技术还被认为是一种具有颠覆性的前沿技术，马斯克的“神经连接”公司此前曾宣称，脑机接口技术的远景目标是连接人类意识与数字虚拟世界，甚至实现科幻电影中的数字永生。纵然互联网上对于脑机接口技术有许多想象，但洪波认为，立足现实，当下的脑机接口技术并不意味着能够用数字技术读取大脑中的信号并解读出当中的信息，脑机接口技术距实现“读脑”还有非常远的距离。北京邮电大学人工智能学院人机交互与认知工程实验室主任刘伟也持相同看法。他在接受《环球时报》记者采访时表示，目前的脑机交互技术更多集中在将人的脑电信号转化为机器可以理解的指令或动作，实现自动化的交互。这种技术可以被用于控制外部设备，如假肢、轮椅等，并在一些实验中也可用于控制电脑游戏或机器人等。“当前脑机交互更像是自动化交互，而不是智能化交互。”“大家对于科幻电影中所展现的一些前沿概念，都有着乐观的展望，但我认为实现数字永生要经历三阶段。第一阶段就是用脑机接口技术帮助残疾人以及一些特殊疾病患者，这也是我们当前所处的阶段。第二阶段是实现人脑智能和机器智能的融合交互。完成这两个阶段后，我们才有可能实现所谓的数字永生。”洪波表示，人类作为一个意识主体，形成意识的关键机制是什么，目前尚未揭示，数字永生相当于将人类大脑中所有神经细胞及其连接的信息都复制到硅基计算系统中，用高维度的数理方程来定义一个“意识”主体。即便这一畅想可以实现，但实现过程中所面临的科学问题仍然非常复杂。“我们只有充分了解人类大脑工作的各种机理，才能够在计算机人工智能和人类智能的接口之间实现更高的带宽，我们如今的带宽还不足以实现人机的智能融合。能否在近期让这样的科幻照进现实，我个人持悲观态度，如果说脑机接口技术是一本100页的书，现在可能才刚翻开第一页，只有等翻到第九十页时，我们对于意识产生机制或许才能得到一些答案。”洪波介绍称，相关问题正在一步步解决中，当中有多个技术瓶颈需要突破，首先就是要对脑科学的研究实现突破，至少要清楚地知道，究竟需要多少个电极，将电极放在大脑中的哪些地方才可以实现结合。其次需要科研团队进一步改进脑机接口系统的解码算法，“比如语言解码，如果想用脑机接口技术写文章或写小说，如何设计人类语言的解码算法，这个语言大模型的机制还不一样，这需要持续开展研究。下一步，我们可能会在后续临床试验中改进脑机接口解码技术，我们希望能在今年上半年看到试验结果。” ... PC版： 手机版：

紧随Neuralink 脑机接口公司Paradromics也准备进行人体试验

紧随Neuralink 脑机接口公司Paradromics也准备进行人体试验 “这意味着，如果你想让数据进出大脑，你必须能够同时与大量不同的神经元交流。这就是为什么我们强调要制造这些高速、高数据速率的设备。”Paradromics成立于2015年，总部位于美国德克萨斯州奥斯汀，公司致力于开发高数据速率的侵入性脑机接口技术，迄今已获得8700万美元的风险投资和1800万美元的公共资金。而Angle毕业于斯坦福大学，专攻下一代的脑电记录技术。Angle指出，Paradromics的使命是将大脑中无法治愈的健康状况转化为可解决的技术问题，用医疗设备来满足患者的需求。Angle预计，其脑机接口设备将能够治疗各种各样的疾病，不过Paradromics将首先关注那些失去沟通能力的患者，无论是由于瘫痪、肌萎缩侧索硬化症（ALS）还是脊柱损伤造成的。目前，该公司的产品名为Connexus DDI，其竞争优势在于更多的电极数量（最多1684个），因此可以带来更高的带宽和更高的数据传输速率。Paradromics的首席科学官Vikash Gilja表示：“我们选择专注于运动和语言方面的原因是，这些领域在我们研究界已经非常成熟，科学基础已经存在。”他补充说，Paradromics可以利用这些科学知识，并应用正确的工程方法，将研究成果转化为医疗设备。Angle希望其设备能尽快获得在市场上销售的正式批准，他预计脑机接口设备将首先用来治疗疾病，但以后会被广泛使用，可以极大地增强人类的能力。马斯克也在近期预测，未来手机将变得过时，会被直接植入人脑的芯片取代。马斯克认为，Neuralink将来也可能让人类无需使用语言进行交流，并可能实现与人工智能（AI）的“共生”状态。 ... PC版： 手机版：

突破性研究将脑内微小气泡与阿尔茨海默氏症进展联系起来

突破性研究将脑内微小气泡与阿尔茨海默氏症进展联系起来 Jerold Chun 领导的最新研究揭示，阿尔茨海默病患者的脑泡携带独特的遗传指令，可能会引发疾病加重。该研究发现了大量的全长 mRNA 和与炎症相关的独特基因表达模式，为阿尔茨海默氏症的病理研究提供了新的视角，也为早期检测和治疗提供了潜在的途径。这张细胞外囊泡的照片是使用共焦激光扫描显微镜拍摄的。膜被荧光染料染色。图片来源：巴塞尔大学 Tomaž Einfalt在这项研究中，研究人员把所研究的微小脑泡称为细胞外小泡（sEVs）。人体内的大多数细胞都会产生这些微小的生物水球，用来运送各种蛋白质、脂类和细胞代谢的副产品，以及受体细胞用来构建新蛋白质的RNA核酸代码。由于这种具有生物活性的货物很容易引起其他细胞发生变化，因此科学家们对大脑 sEV 很感兴趣，因为它既能传递正常的指令，也能传递错误的指令，这些错误的指令会随着神经退行性疾病（如阿尔茨海默氏症）的发展而在大脑中积累。免疫荧光用于验证原代细胞培养物的纯度。图片来源：Chun 实验室要成为不需要的蛋白质积累的潜在因素，sEV 必须携带有足够信息的蓝图，使其他细胞能够产生有问题的蛋白质。之前的大多数研究表明，携带蛋白质计划的信使核糖核酸（mRNA）被切割成太多较短的片段，无法让受体细胞改变其构建模式。桑福德-伯纳姆-普雷斯遗传疾病与衰老研究中心教授 Chun 说："我们在研究中发现的情况恰恰相反。通过使用一种相对较新的DNA测序技术PacBio长读测序技术，我们鉴定出了1万多个全长mRNA。"研究小组从 12 份由确诊为阿尔茨海默病患者捐献的死后大脑样本和 12 份由未患阿尔茨海默病（或任何其他已知神经系统疾病）的捐献者捐献的大脑样本的前额叶皮层中分离出了 sEVs。鉴定出的mRNA中有近80%是全长的，可以被受体细胞转录成有活力的蛋白质。第一作者、Sanford Burnham Prebys 博士后研究员 Linnea Ransom 博士说："为了证实人类样本中长读程测序的结果，我们还研究了从小鼠细胞中分离出来的囊泡。我们在三种脑细胞类型（星形胶质细胞、小胶质细胞和神经元）中发现了类似的平均78%到86%的全长转录本"。负染色透射电子显微镜用于确认小鼠神经元（如上图所示）以及小鼠星形胶质细胞和小胶质细胞中的小细胞外囊泡的分离情况。资料来源：Chun 实验室除了分析和验证大脑 sEV 中 mRNA 长度的结果外，研究人员还比较了 sEV mRNA 转录组中反映的基因序列。在阿尔茨海默氏症样本中，700 个基因的表达量有所增加，而近 1500 个基因的活性有所降低。科学家们确定，700 个上调基因与炎症和免疫系统激活有关，这与阿尔茨海默病等神经退行性疾病中已知的大脑炎症模式相吻合。研究人员还发现，在先前的全基因组关联研究中，许多与阿尔茨海默病相关的基因也出现在阿尔茨海默病 sEVs 中。Chun说："这些囊泡中的基因表达变化揭示了一种炎症特征，它可能是了解阿尔茨海默氏症进展过程中大脑疾病进程的一个窗口。"在这项研究之后，Chun 和他的团队将深入研究细胞如何包装 sEVs，以及所包含的 mRNA 编码如何导致受阿尔茨海默病影响的其他脑细胞发生功能变化。更好地了解sEVs及其mRNA内容可能有助于发现生物标志物，从而提高对阿尔茨海默病和其他潜在神经系统疾病的早期检测，同时确定新的疾病机制，提供新的治疗靶点。此外，sEV是在细胞间运输生物活性货物的天然载体，因此也有可能将其用作未来脑部疗法的靶向递送系统。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：