人类在没有经验的情形下自行解决问题所必需的大脑区域被确认

人类在没有经验的情形下自行解决问题所必需的大脑区域被确认流动智力被认为是参与"主动思考"的一个关键特征--一套复杂的心理过程,例如那些涉及抽象、判断、注意、策略生成和抑制的过程。这些技能都可以在日常活动中使用--从组织晚宴到填写纳税申报单。尽管流体智力在人类行为中发挥着核心作用,但在它是一种单一的还是一组认知能力以及它与大脑的关系的性质方面仍然存在争议。为了确定大脑的哪些部分是某种能力所必需的,研究人员必须研究该部分缺失或受损的病人,由于识别和测试局灶性脑损伤患者的挑战,这种"病变缺失图"研究很难进行。因此,以前的研究主要使用功能成像(fMRI)技术可能会产生误导。这项新研究由UCL女王广场神经学研究所和UCLH国家神经学和神经外科医院的研究人员领导,发表在《大脑》杂志上,调查了227名遭受脑肿瘤或大脑特定部位中风的患者,使用瑞文高级渐进矩阵(APM):最成熟的流体智力测试。该测试包含难度不断增加的多项选择的视觉模式问题。每个问题都提出了一个不完整的几何图形,并要求从一组多个可能的选择中选择出缺少的部分。研究人员随后引入了一种新的"病变-缺失映射"方法,以解开常见形式的脑损伤(如中风)的复杂解剖模式。他们的方法将大脑区域之间的关系视为一个数学网络,其连接描述了区域一起受影响的趋势,要么是由于疾病过程,要么是为了反映共同的认知能力。这使研究人员能够将认知能力的大脑图谱与损伤模式分开--使他们能够绘制大脑的不同部分,并根据他们的损伤确定哪些病人在流体智力任务中表现更差。研究人员发现,流体智力受损的表现主要局限于右额叶病变的患者--而不是分布在大脑中的一系列广泛区域。除了脑肿瘤和中风之外,这种损伤经常出现在其他一系列神经系统疾病的患者身上,包括脑外伤和痴呆症。主要作者LisaCipolotti教授(UCL皇后广场神经学研究所)说。"我们的研究结果首次表明,大脑的右额区对参与流体智能的高级功能至关重要,如解决问题和推理。这支持在临床上使用APM,作为评估流体智能和识别右额叶功能障碍的一种方式。我们的方法是将新的病变缺失图谱与对大样本病人的APM表现的详细调查相结合,提供了关于流体智力的神经基础的关键信息。更多关注病变研究对于揭示大脑和认知之间的关系至关重要,这往往决定了神经系统疾病的治疗方式。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1338407.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1338407.htm

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研究发现SARS-CoV-2病毒的所有变种都能感染大脑掌管嗅觉区域

研究发现SARS-CoV-2病毒的所有变种都能感染大脑掌管嗅觉区域人类神经元和上皮细胞的共培养。感染SARS-CoV-2的细胞被染成绿色。可见多个受感染的神经元。细胞核显示为蓝色。图/巴斯德研究所-GuilhermeDiasdeMelo对人类脑组织进行的研究得出了相互矛盾的结果。一些研究发现了SARS-CoV-2的直接痕迹,而另一些研究则只报告了炎症损伤。动物模型无疑证明了病毒感染大脑的可能性,但人体组织样本显然是在病人死亡后采集的,这意味着研究人员只能假设在急性感染期间会发生什么。在巴斯德研究所和巴黎城市大学科学家领导的一项新研究中,利用动物模型研究了几个尚未解决的问题。SARS-CoV-2病毒如何通过嗅觉系统进入大脑?不同的SARS-CoV-2变种进入大脑的可能性是大还是小?失去嗅觉是否与病毒进入大脑直接相关?这项研究利用仓鼠模型,比较了2020年感染的原始SARS-CoV-2病毒和随后的几种变种,包括Gamma、Delta和Omicron/BA.1变种。有趣的是,研究结果证实了流行病学的观察结果,即在Omicron感染中急性疾病的严重程度会降低,但所有变种都表现出类似的神经侵袭能力。最引人注目的是,无论是否出现嗅觉缺失症状,所有变体都会感染大脑的嗅觉区域。第一作者吉列尔梅-迪亚斯-德梅洛(GuilhermeDiasdeMelo)说:"这表明无嗅觉症和神经元感染是两种互不相关的现象。如果我们按照这个思路推理,即使是无症状--因此临床上是良性的--感染也很有可能表现为病毒在神经系统中的传播"。为了准确研究SARS-CoV-2如何感染脑细胞,研究人员利用了一种名为微流体细胞培养的建模系统。这样就可以近距离观察病毒如何在神经元之间移动。研究结果表明,病毒能够通过被称为轴突的细胞间微小突起在神经元之间移动。迪亚斯-德梅洛解释说:"病毒似乎有效地利用了神经元的生理机制进行双向移动。我们研究的SARS-CoV-2变种--武汉祖代变种、Gamma、Delta和Omicron/BA.1--在体外感染神经元,并能够沿轴突移动。"研究人员总结说,这表明所有SARS-CoV-2变体都有能力通过嗅觉通路感染大脑,无论临床疾病表现如何。这意味着,即使是轻度感染也有可能导致病毒渗入大脑。该研究的另一位作者埃尔韦-布尔希(HervéBourhy)说,未来的工作需要探索急性SARS-CoV-2脑部感染与Long-COVID中出现的持续症状之间的关系。Bourhy说:"下一步我们将从动物模型中了解病毒是否能在急性感染期后在大脑中持续存在,以及病毒的存在是否能诱发持续性炎症和长期COVID病例中描述的症状,如焦虑、抑郁和脑雾。"这项新研究发表在《自然通讯》(NatureCommunications)上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1393575.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1393575.htm

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将大脑免疫细胞转化为神经元有助于中风后的康复

将大脑免疫细胞转化为神经元有助于中风后的康复中风或其他脑血管疾病导致脑部血流不畅后,神经元要么受损,要么死亡,造成特有的生理和心理缺陷。现在,日本九州大学的研究人员将大脑的主要免疫细胞小胶质细胞转化为神经元,从而恢复了受中风影响的小鼠的运动功能。该研究的通讯作者中岛健一说:"当我们被割伤或骨折时,我们的皮肤和骨骼细胞可以复制,从而治愈我们的身体。但我们大脑中的神经元却不容易再生,因此损伤往往是永久性的。因此,我们需要找到新的方法来安置失去的神经元。"研究人员从之前的研究中得知,在健康小鼠的大脑中,小胶质细胞可以被诱导发育成神经元。中风后,负责清除受损或死亡脑细胞的小胶质细胞向受伤部位移动并迅速复制。该研究的第一作者入江隆说:"小胶质细胞数量丰富,而且正好位于我们需要它们的地方,因此它们是理想的转化目标。"研究人员通过暂时阻断右侧大脑中动脉诱导小鼠中风,大脑中动脉是大脑中的主要血管,通常与人类中风有关。一周后,研究人员观察到小鼠的运动功能出现障碍,纹状体中的神经元明显减少,而纹状体是大脑中参与决策、行动规划和运动控制的区域。他们使用慢病毒--一种用作病毒载体的亚类逆转录病毒--将DNA插入中风损伤部位的小胶质细胞。DNA中含有产生NeuroD1的指令,NeuroD1是一种诱导神经元转换的蛋白质。在随后的几周里,这些细胞发育成了神经元。在小胶质细胞中产生NeuroD1蛋白可诱导它们发育成神经元(红色),减少神经元缺失区域(暗斑)。DNA植入三周后,小鼠的运动功能得到改善。到八周时,新诱导的神经元已成功融入大脑回路。当研究人员移除新神经元时,运动功能的改善消失了,这证实了新神经元对小鼠的康复做出了直接贡献。中岛说:"这些结果很有希望。下一步是测试NeuroD1是否也能有效地将人类小胶质细胞转化为神经元,并确认我们将基因插入小胶质细胞的方法是安全的。"由于小鼠是在中风后的急性期接受治疗的,此时小胶质细胞已经迁移到损伤部位,因此研究人员下一步计划观察他们是否能在后期阶段让小鼠产生康复效果。该研究发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391667.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1391667.htm

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糖尿病持续时间与令人担忧的大脑结构变化有关

糖尿病持续时间与令人担忧的大脑结构变化有关密歇根医学院的一项研究发现,2型糖尿病患者患病时间越长,大脑结构就越容易发生变化,如皮质厚度和灰质体积减少。尽管糖尿病患者和非糖尿病患者在认知能力上没有明显差异,但糖尿病的慢性肾病和血管损伤等并发症与这些脑部变化有关。脑成像结果表明,患有2型糖尿病时间较长的研究参与者的平均皮质厚度和灰质体积减少,白质过度密集的体积增加。研究人员说,核磁共振成像结果表明,长期糖尿病可能会对大脑健康产生负面影响,并强调了预防早发2型糖尿病的重要性。2型糖尿病患者的认知能力与非2型糖尿病患者相比没有差异。研究结果发表在《临床和转化神经病学年鉴》上。第一作者、密歇根医学院新兴疗法神经网络研究员兼首席统计学家埃文-雷诺兹博士说:"这是首次发现大脑结构的改变与糖尿病持续时间有关。虽然我们通过美国国立卫生研究院工具箱没有发现认知能力下降,但这可能并不能说明问题的全部。我们看到大脑本身发生了负面变化,这为早期筛查2型糖尿病患者的认知障碍以改善患者护理和生活质量提供了证据。"研究人员还发现,糖尿病并发症,如慢性肾病、心脏和血管神经损伤,与大脑结构变化有关。这与研究小组的另一项研究结果不谋而合,该研究发现,在40至60岁的人群中,糖尿病并发症会使患认知障碍的几率增加2.45倍。令研究人员感到惊讶的是,高达50%的糖尿病患者会受到神经病变的影响,但在这项研究中,神经病变却与认知功能无关。"这项研究对我们了解糖尿病如何影响大脑健康至关重要,并为一项更大规模的纵向研究奠定了基础,这项研究将探讨糖尿病患者如何保持大脑健康,"研究的资深作者、密歇根大学詹姆斯-W-阿尔伯斯特聘教授、密歇根大学医学院罗素-N-德容神经学教授、密歇根医学院新兴疗法神经网络主任、医学博士伊娃-费尔德曼说。"无论其潜在机制如何,预防2型糖尿病患者出现这些症状对于保持大脑健康至关重要。向公众宣传糖尿病对保持大脑健康所带来的风险,是我们的使命之一"。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376793.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1376793.htm

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发表在PNAS上的一项研究声称,大脑训练/认知训练产生的效应是安慰剂效应。研究人员谨慎的指出,安慰剂效应并非没有价值。

发表在PNAS上的一项研究声称,大脑训练/认知训练产生的效应是安慰剂效应。研究人员谨慎的指出,安慰剂效应并非没有价值。研究人员利用两种方法招募被试,一种方式是强调大脑训练的好处,通过这种方式招募来的被试进入安慰剂组;另一种招募方式只是说参与研究可以得到学分,招募来的被试进入控制组。研究人员在玩大脑训练游戏前后测试被试的流体智力。结果显示,安慰剂组的成员在训练后平均IQ提高了5到10个点,但控制组没有显示智力有改进。研究人员询问了被试对于智商的信念,安慰剂组的被试有更高的信念相信智力是可塑的。http://arstechnica.com/science/2016/06/billion-dollar-brain-training-industry-a-sham-nothing-but-placebo-study-suggests/

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耶鲁科学家找到了人类大脑前额叶皮层区域的独有特征

耶鲁科学家找到了人类大脑前额叶皮层区域的独有特征在2022年8月25日发表于《科学》杂志上的一篇论文中,耶鲁大学研究人员详细介绍了人类大脑前额叶皮层的独有特征。据悉,背外侧前额叶皮层(dlPFC)是灵长类动物独有的大脑区域,其在高阶认知能力方面起到了重要的作用。而借助单细胞RNA测序技术,研究人员分析了从成人、黑猩猩、猕猴、以及狨猴身上收集的数十万个dlPFC细胞中的基因表达水平。截图(来自:Science)论文资深作者、耶鲁大学Harvey&KateCushing神经学教授、兼比较医学/遗传学/精神病学教授NenadSestan表示:尽管当下我们将背外侧前额叶皮层(dlPFC)视作人类身份的核心组成部分,但仍不清楚它为何被人类所独有、并将我们与其它灵长类动物区分开来。好消息是,现在我们已经知悉了更多线索。为了回答这个问题,科学家们首先遍历了在人类或其它分析过的非人类灵长类物种中,是否也存在任何独特的细胞类型。在对具有相似表达谱的细胞进行分组后,研究人员发现了109种共享的灵长类细胞类型、且其中有五种并非所有物种所共有。其中包括一种仅存在于人类身上的小胶质细胞/大脑特异性免疫细胞,以及仅由人类和黑猩猩共享的另一种细胞。深入了解后,可以确定这种具有人类特异性的小胶质细胞类型,存在于物种的整个发育和成年期——表明这些细胞在维持大脑、而不是对抗疾病方面发挥了作用。NenadSestan教授补充道,与其他灵长类动物相比,人类生活在一个非常不同的环境中,有着独特的生活方式和神经胶质细胞。其中包括的小胶质细胞,对上述差异非常敏感——意味着该细胞类型可能代表了对环境的免疫反应。此外在对小胶质细胞基因表达的分析中,耶鲁科学家还发现了另一个人类特有的惊喜,那就是FOXP2基因的存在。这一发现引起了研究人员的极大兴趣,因为FOXP2的变体与言语运动障碍有关——这是一种让患者难以产生言语的疾病。另有研究表明,FOXP2与其它神经精神类疾病有关——比如自闭症、精神分裂症和癫痫。Sestan及其同事指出,在一部分兴奋性神经元中,该基因表现出了灵长类动物的特异性表达、但又在小胶质细胞中表现出了人类的特异性表达。该实验室的博士后助理兼研究合著者ShaojieMa总结道:几十年来,FOXP2引起了科学家们的浓厚兴趣,但我们迟迟没有知晓它是如何让人类具有这种区别于其它灵长类动物的独特性的。我们对FOXP2的新发现感到异常兴奋,因其开辟了语言和疾病研究的新方向。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1312423.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1312423.htm

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牛津大学研究:冠病轻症也会造成大脑损伤

牛津大学研究:冠病轻症也会造成大脑损伤科学家的一项研究发现,感染冠病后即使症状轻微,人的大脑和思维能力也会受损。据彭博社报道,研究人员发现,患者感染冠病数月后出现了大脑损伤,影响到与嗅觉相关的区域,并且脑萎缩的程度相当于正常大脑老化十年。周一发表在《自然》杂志上的这篇研究报告称,这些变化与认知能力的下降有关。牛津大学维康综合神经影像中心(WellcomeCentreforIntegrativeNeuroimaging)的上述发现表明,病毒对大脑中枢神经系统有着惊人的影响。美国国家神经疾病和中风研究所(U.S.NationalInstituteofNeurologicalDisordersandStroke)的临床主任纳特(AvindraNath)说:“这是一项非常新的研究,有确凿数据支撑。”他没有参与这项研究,但表示“研究结果非常有趣,对全体人口有着重要意义。”外界广泛认为,冠病病毒是一种攻击肺部的呼吸道病原体。但忽视了它在急性期可能引发诸多神经系统并发症:包括意识错乱、脑卒中和神经肌障碍。其他症状还包括注意力不集中、头痛、感觉障碍、抑郁,甚至是精神错乱。相关症状可能会持续长达数月。为了研究患者大脑发生的变化,神经学家杜奥(GwenaelleDouaud)和他的同事调阅了全球最大磁共振成像数据库U.K.Biobank的数据。他们取得了785名志愿者在疫情爆发前的脑部影像。平均间隔38个月后,这些志愿者再次进行了脑部扫描,那时有401人曾冠病检测呈阳性。未感染过的志愿者作为对照组,与年龄、性别以及许多风险因素(血压、肥胖、吸烟、社会经济地位、糖尿病)相近的患者组进行比对。这项研究的参与者年龄在51至81岁之间,大多是白人。杜奥在接受采访时说:“我们相当惊讶地发现,感染者的大脑变化有明显不同。”不过,这种影响是会一直存在,还是会随着神经系统的修复部分逆转,还需要进一步的研究。她说:“大脑是可塑的,可以自我修复。”发布:2022年3月8日4:34PM

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