科学家从章鱼身上发现"一种全新的神经系统设计方式"

科学家从章鱼身上发现"一种全新的神经系统设计方式"在最近发表在《当代生物学》上的一项研究中，Hale和她的同事们发现了章鱼神经系统的一个新的和令人惊讶的特征：一种结构使帮助章鱼感知其腕足运动的肌肉内神经索（INCs）能够连接动物的相对两侧的腕足。这一惊人的发现为无脊椎动物物种如何独立进化出复杂的神经系统提供了新的见解。它还可以为机器人工程提供灵感，如新的自主水下设备。在腕足基部的水平切片（标记为A）显示口腔INCs（标记为O）的汇聚和交叉。资料来源：Kuuspalu等人，《当代生物学》，2022年"在我的实验室里，我们研究机械感觉和本体感觉--四肢的运动和定位是如何被感知的，"Hale说。"这些INCs长期以来一直被认为是本体感觉，所以它们是一个有趣的目标，有助于回答我们实验室正在问的各种问题。到目前为止，还没有关于它们的大量工作，但过去的实验表明，它们对腕足控制很重要。"由于海洋生物实验室对头足类动物研究的支持，Hale和她的团队能够使用年轻的章鱼进行研究，这些章鱼足够小，使研究人员能够同时对所有八个腕足的底部进行成像。这使研究小组能够通过组织追踪INCs，以确定其路径。芝加哥大学高级研究分析员、该研究的主要作者AdamKuuspalu说："这些章鱼大约有五分钱或四分之一大小，所以在正确的方向上粘贴标本，并在切片[成像]时获得正确的角度是一个必须的过程。"最初，研究小组正在研究腕足中较大的轴向神经线，但开始注意到INCs并没有在腕足的底部停止，而是继续从腕足中出来，进入动物的身体。让他们意识到在探索INCs的解剖学方面所做的工作很少，他们开始追踪这些神经，期望它们在章鱼体内形成一个环，类似于轴向神经索。通过成像，研究小组确定，除了贯穿每条腕足的长度外，四条INCs中至少有两条延伸到章鱼体内，在那里它们绕过相邻的两条腕足，与第三条腕足的INCs合并。这种模式意味着所有的腕足都是对称连接的。然而，要确定该模式如何在所有八个腕足中保持，这是一个挑战。"当我们在成像时，我们意识到，它们并不像我们预期的那样都在一起，它们似乎都在向不同的方向发展，我们试图弄清楚，如果这个模式在所有的腕足上都成立，那将如何运作？"Hale说。"我甚至拿出了那种儿童玩具--Spirograph观察它最后会如何连接。在我们绞尽脑汁思考可能发生的事情时，我们花了很多时间进行成像和玩画，然后才清楚这一切是如何结合在一起的。"结果完全不是研究人员所期望的那样。"我们认为这是一个基于肢体的神经系统的新设计，"Hale说。"我们还没有在其他动物身上看到过这样的东西。"研究人员还不知道这种解剖学设计可能有什么功能，但他们有一些想法。"一些较早的论文分享了有趣的见解，"Hale说。"20世纪50年代的一项研究表明，当你操纵大脑区域受损的章鱼一侧的腕足时，你会看到另一侧的腕足有反应。因此，可能是这些神经允许对反射性反应或行为进行分散控制。也就是说，我们还看到，纤维从神经索出去，沿着它们的道进入肌肉，所以它们也可能允许沿其长度的本体感觉反馈和运动控制的连续性。"该团队目前正在进行实验，看看他们是否能通过解析INCs的生理学和它们的独特布局来深入了解这个问题。他们还在研究其他头足类动物的神经系统，包括乌贼和墨鱼，看看它们是否有类似的解剖结构。最终，Hale认为，除了阐明一个无脊椎动物物种可能设计神经系统的意外方式外，了解这些系统可以帮助开发新的工程技术，如机器人。"八爪鱼可以成为设计自主海底设备的生物灵感，"Hale说。"观察它们的腕足--它们可以在任何地方弯曲，而不仅仅是关节处。它们可以扭动，伸展腕足，并操作它们的吸盘，所有这些都是独立的。章鱼腕足的功能比我们的要复杂得多，所以了解章鱼如何整合感觉-运动信息和运动控制可以支持新技术的发展。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1336361.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1336361.htm

科学家改变神经元的内在行为以治疗癫痫等神经系统疾病

科学家改变神经元的内在行为以治疗癫痫等神经系统疾病SEAS生物工程助理教授、该研究的共同第一作者刘佳说："我们设想这项技术将为神经科学和行为研究提供高时空分辨率控制神经元的新机会，并开发新的神经系统疾病治疗方法。"光遗传学，即利用光来刺激或抑制神经元，长期以来有望彻底改变研究和治疗由神经元兴奋性过高或过低引起的神经系统疾病。然而，目前的光遗传学技术只能在短期内改变神经元的兴奋性。一旦灯光关闭，神经元就会恢复到原来的行为。纳米技术的最新进展，包括刘和他的团队开创的灵活、可植入的纳米电子技术，有可能长期改变神经元的行为，但这些设备需要植入大脑，而且不能被编程为针对参与疾病的特定神经元。一个神经元的兴奋性由两个主要部分控制--其离子通道的传导性和细胞膜储存电荷的能力，即电容。大多数光遗传学技术以离子通道的传导性为目标，通过打开或关闭一组特定的通道来调控神经元的兴奋性。这种方法可以有效地调整神经元的兴奋性，但只是暂时的。可以把神经元想象成一个电阻-电容电路，把细胞膜想象成一个电介质材料。就像任何电路一样，如果改变材料的电容--在这种情况下是细胞膜--可以长期改变电路的内在兴奋性，从高兴奋性变为低兴奋性，反之亦然。为了改变细胞膜的电容，刘佳与麻省理工学院化学系ThomasD.andVirginiaCabot助理教授XiaoWang合作，使用了对光敏感的酶，这些酶可以在细胞膜的表面触发绝缘或导电聚合物的形成。这些酶可以被设计成针对特定神经元的细胞膜，酶附着在指定的膜上，研究人员使用蓝色波长的光照亮神经元，在几分钟内触发膜上绝缘或导电涂层的生成。他们证明，具有绝缘聚合物涂层的神经元变得更加兴奋，而具有导电聚合物涂层的神经元变得不那么兴奋。研究人员发现，他们可以通过调整光照时间来调整兴奋性--神经元暴露在光照下的时间越长，涂层的绝缘性或导电性就越强。研究小组还表明，兴奋性的变化持续了三天--只要他们能在培养皿中保持神经元的活力。接下来，研究小组的目标是用脑组织切片和动物来测试这种方法。这项工作的总体目标是实现范式转变，将功能材料、结构和设备整合到具有亚细胞和细胞类型特异性的活体神经系统中，这将允许精确操纵亚细胞电化学特性，重塑活体神经系统中神经元的兴奋性。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335951.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335951.htm

COVID-19可导致脑细胞融合 - 导致慢性神经系统症状

COVID-19可导致脑细胞融合-导致慢性神经系统症状科学家们发现，像SARS-CoV-2这样的病毒可以导致脑细胞融合，从而导致慢性神经系统症状。这个过程中，神经元要么开始一起发射，要么完全停止工作，为病毒感染对大脑的长期影响提供了一个新的视角，并可能适用于其他感染神经系统的病毒。资料来源：作者SARS-CoV-2是导致COVID-19的病毒，在初次感染几个月后，在"长COVID"患者的大脑中被检测到。表达来自SARS-CoV-2病毒的SpikeSfusogen和人类受体hACE2的融合神经元（黄色）的图像。资料来源：作者"我们发现COVID-19会使神经元经历一个细胞融合过程，这在以前是没有见过的，"Hilliard教授说。"在神经元感染SARS-CoV-2后，穗状S蛋白会出现在神经元中，一旦神经元融合，它们不会死亡。它们要么开始同步发射，要么完全停止运作"。作为一个比喻，希利亚德教授将神经元的作用比作连接厨房和浴室的开关的电线。他说："一旦发生融合，每个开关要么同时打开厨房和浴室的灯，要么都不打开。这对两个独立电路来说是个坏消息。"该发现为病毒感染后持续的神经系统影响提供了一个潜在的解释。Martinez-Marmol博士说："在目前对病毒进入大脑时所发生的事情的理解中，有两种结果--要么是细胞死亡，要么是炎症。但我们已经展示了第三种可能的结果，那就是神经元融合"。Martinez-Marmol博士说，许多病毒在其他组织中引起细胞融合，但也会感染神经系统，并可能在那里引起同样的问题。"这些病毒包括艾滋病毒、狂犬病、日本脑炎、麻疹、单纯疱疹病毒和寨卡病毒，"他说。"我们的研究揭示了病毒感染期间发生的神经系统事件的新机制。"这有可能是神经系统疾病和临床症状的一个主要原因，目前仍未得到探索"。研究人员感谢麦考瑞大学的LarsIttner教授和YaziKe副教授、赫尔辛基大学的GiuseppeBalistreri副教授以及昆士兰大学的KirstyShort副教授和FredericMeunier教授的合作努力。该研究发表在《科学进展》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1364649.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1364649.htm

世卫组织：全球超30亿人受神经系统疾病困扰

世卫组织：全球超30亿人受神经系统疾病困扰世界卫生组织援引英国《柳叶刀·神经学》杂志发布的一项新研究表示，2021年全球超过三分之一人口，即超过30亿人受到神经系统疾病影响。新华社报道，世卫组织星期四（3月14日）发表新闻公报说，2021年，导致健康损失的十大神经系统疾病是偏头痛、中风、婴儿脑损伤、痴呆症、糖尿病性神经病变（神经损伤）、脑膜炎、癫痫、早产儿神经系统并发症、孤独症谱系障碍和神经系统癌症。公报说，糖尿病性神经病变是患者数量增长最快的神经系统疾病，该疾病是糖尿病的代谢障碍及血管病变所致的周围及中枢神经系统损害。自1990年到2021年，全球糖尿病性神经病变患者人数增加了两倍多，增至2.06亿。这一增长与全球糖尿病发病率的增长保持一致。从性别上看，神经系统疾病导致男性出现残疾和健康损失的情况更多；而这类疾病中的偏头痛和痴呆症等则困扰了更多女性。公报指出，神经系统疾病目前是全球导致健康损失和残疾的主要原因。自1990年到2021年，神经系统疾病造成的“伤残调整生命年”总数增加了18%。一个“伤残调整生命年”相当于被疾病造成的死亡或伤残剥夺的一年健康生命时光。世卫组织总干事谭德塞说，这项研究结果应成为一项紧急行动呼吁，以敦促加大当前采取的针对性干预措施力度，让越来越多的神经系统疾病患者获得所需的优质护理、治疗和康复服务。2024年3月15日9:46PM

新技术可在手术中照亮患者神经系统

新技术可在手术中照亮患者神经系统阿卢梅生物科技公司致力于消除高风险手术中的最大障碍之一：神经系统给手术带来的困难。这家初创公司于2017年在美国加利福尼亚州圣迭戈成立，并已开发出了能够以前所未有的方式显示患者神经系统的照明技术。负责开发这项惊人技术的是加州大学圣迭戈分校的外科医生、科学家阮权（音）和罗杰·钱（音）。他们一起创造了一种化合物，该化合物可以在手术过程中照亮患者的神经系统。该化合物目前正处于在患者体内进行测试的后期阶段，并已经被命名为肽染料偶联物ALM-488。这种化合物由多种氨基酸结合而成，在手术开始一小时前通过某种途径被引入患者体内。ALM-488是一种可见光谱荧光肽染料偶联物。在引入ALM-488后，可以通过使用具有荧光功能的仪器设备（如带有滤光器的手术放大镜、便携手术系统、显微镜和腹腔镜等）对患者的神经系统进行照明。该化合物能粘附在神经的细胞外基质上，从而产生在手术过程中对神经系统（包括运动神经、感觉神经和自主神经等）进行实时照明的效果。这有助于手术团队避免损伤患者的各种神经。患有某种类型神经退化的患者的神经也可以利用荧光进行照明。通常来说，最复杂的外科手术是头颈部的手术，尤其是颅底、脊柱和颈部的手术。借助ALM-488进行手术后，这种化合物的残留物可由肾脏处理，并在几小时后排出体外。“90%的颈部和头部手术需要避开最关键的神经。任何关键神经的损伤都会导致患者的身体机能受到影响，可能会导致面瘫、发声问题和肩膀无力，”哈佛大学医学院头颈外科机器人部门的负责人杰里米·里士满介绍道，“神经系统可以被照亮这一事实，将有助于提高外科医生保护这些神经并改善患者生活质量的能力。”阿卢梅生物科技公司在ALM-488开发上取得的进展引发了关注。这家初创公司于去年8月开始了该项目的第三阶段临床试验。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1342179.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1342179.htm

港专家称儿童染BA.2病毒株或致更多神经系统并发症

港专家称儿童染BA.2病毒株或致更多神经系统并发症香港大学儿童及青少年科临床名誉副教授关日华说，相较于原始冠病病毒，奥密克戎BA.2病毒株能在儿童身上引起更多针对神经系统的并发症，包括抽筋、癫痫和急性坏死性脑炎，因此呼吁家长尽快带子女接种冠病疫苗。关日华6月24日在香港电台节目《千禧年代》中说，港大团队分析了逾千名感染BA.2病毒株而住院的儿童数据，与过去几年的流感及副流感数字作比较。研究结果发现，感染BA.2病毒株的病死率是感染流感的2.7倍及副流感的4.7倍，而入住深切治疗部比例为感染流感的2.1倍及副流感的1.2倍。至于感染BA.2病毒株儿童，出现神经系统并发症比例，也为流感和副流感的1.6及1.9倍，出现嘶哮症比例则为流感的两倍。关日华认为，研究说明接种冠病疫苗的重要性，而香港目前三至11岁儿童疫苗接种率是75%，情况不理想。关日华说，感染冠病病毒多会出现针对神经系统的并发症，首两波疫情期间，出现的神经系统副作用有失去味觉等，在第五波疫情中，多出现抽筋、癫痫甚至急性坏死性脑炎，所以冠病病毒不只影响呼吸道，更会攻击神经中枢系统。此外，关日华说，近日染疫儿童入院个案增加，提醒家长如果发现儿童出现上呼吸道严重感染病征，如嘶哮症、高烧、抽筋持续超过30分钟等急性并发症病征，应立即送院。发布：2022年6月24日9:10PM