科学家开发出一种可改善记忆力的工程蛋白质

科学家开发出一种可改善记忆力的工程蛋白质罗马天主教大学医学与外科学院和FondazionePoliclinicoUniversitarioAgostinoGemelliIRCCS的神经科学家对一种分子--蛋白质LIMK1进行了基因改造，开发出了一种能增强记忆力的工程蛋白。他们添加了一个"分子开关"，通过服用一种名为雷帕霉素的药物来激活该开关。这是发表在《科学进展》（ScienceAdvances）杂志上的一项研究成果，罗马天主教大学和阿戈斯蒂诺-杰梅里大学基金会（FondazionePoliclinicoUniversitarioAgostinoGemelliIRCCS）参与了这项研究。这项研究由生理学全职教授兼神经科学系主任克劳迪奥-格拉西（ClaudioGrassi）负责协调。这项研究得到了意大利教育、大学和研究部、美国阿尔茨海默氏症协会基金会和意大利卫生部的支持，具有巨大的应用潜力，可以提高我们对记忆功能的认识，促进确定治疗痴呆症等神经精神疾病的创新解决方案。LIMK1在记忆过程中的作用LIMK1蛋白在决定神经元结构变化（即树突棘的形成）方面起着至关重要的作用，树突棘能增强神经网络中的信息传输，在学习和记忆过程中至关重要。该研究的资深作者克劳迪奥-格拉西（ClaudioGrassi）教授解释说："记忆是一个复杂的过程，涉及到神经元之间的连接--突触的改变，在特定的脑区，如海马区，突触是一种神经结构，在记忆形成中起着至关重要的作用。这种现象被称为"突触可塑性"（synapticplasticity），涉及神经回路被激活时突触结构和功能的变化，例如感官体验。格拉西教授补充说："这些经历会促进涉及大量蛋白质的复杂信号通路的激活。""事实上，这些蛋白质的表达或修饰减少与认知功能的改变有关。LIMK1就是其中之一。我们的研究目标是调节这种蛋白质的活性，因为它在神经元之间树突棘的成熟过程中起着关键作用。"格拉西教授强调说："用药物控制LIMK1意味着能够促进突触可塑性，从而促进依赖于突触可塑性的生理过程。"化学遗传策略：增强记忆的新方法该研究的第一作者、天主教大学生理学副教授克里斯蒂安-里波利（CristianRipoli）补充道："这种创新的'化学遗传'策略结合了遗传学和化学，其关键恰恰与雷帕霉素的使用有关，雷帕霉素是一种免疫抑制药物，众所周知，在临床前模型中，它能延长人的寿命，并对大脑产生有益影响。"里波利教授强调说："因此，我们修改了LIMK1蛋白质的序列，插入了一个分子开关，使我们能够通过服用雷帕霉素按指令激活LIMK1蛋白质。在患有老年性认知功能衰退的动物身上，使用这种基因疗法修改LIMK1蛋白并用药物激活它，可以显著改善它们的记忆力。这种方法使我们能够在生理和病理条件下操纵突触可塑性过程和记忆。此外，它还为开发更多的'工程'蛋白质铺平了道路，这些蛋白质可能会彻底改变神经学领域的研究和治疗。"研究的下一步将是在表现出记忆缺陷的神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）的实验模型中验证这种疗法的有效性。格拉西教授最后说："还需要进一步研究，以验证这项技术在人体中的应用。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398075.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1398075.htm

咖啡中所含的化合物可改善与年龄有关的记忆力和学习能力衰退

咖啡中所含的化合物可改善与年龄有关的记忆力和学习能力衰退研究人员越来越多地转向具有神经保护特性的天然生物活性化合物，以延缓大脑衰老的进程。由日本筑波大学研究人员领导的一项新研究调查了咖啡豆中高浓度的生物碱化合物三尖杉碱（TG）如何影响小鼠的认知功能。咖啡因、TG和烟酸（烟酸或维生素B3）是咖啡中三种重要的生物活性化合物。在咖啡豆的烘焙过程中，TG会被分解成烟酸，而烟酸对神经系统、消化系统和皮肤都有好处。不过，研究发现TG本身也有治疗作用。葫芦巴种子和日本萝卜中也含有这种化合物。在目前的研究中，研究人员使用了表现出空间学习障碍和记忆力减退症状的年龄加速小鼠，以5毫克/千克/天的剂量连续30天口服TG。30天后，小鼠接受了一项行为测试，以测量空间学习和记忆能力。海马体是颞叶深处的一个复杂的大脑结构，海马体受损的常见后果是出现空间记忆问题，如迷路或忘记物品放置的位置。在人类中，海马体积会随着年龄的增长而减小，这可能会导致与年龄相关的认知能力下降。研究人员发现，与未服用TG的小鼠相比，服用了TG的小鼠在空间学习和记忆能力方面有明显改善。鉴于海马依赖性空间记忆衰退的减少，研究人员对TG在海马中的生物效应进行了研究。基因转录的动态变化对大脑建立长期记忆和记忆检索过程至关重要。因此，研究人员分析了小鼠海马的全基因组转录组学。他们发现，在以TG为食的小鼠中，与神经系统发育、细胞能量产生、炎症和自噬（人体重新利用旧细胞和受损细胞的过程）有关的信号通路受到了显著调节。突触特异性基因也被上调，包括那些控制突触可塑性的基因。突触可塑性是神经元改变其连接强度的能力，被认为是学习和记忆保持过程的基础。此外，研究人员还发现，TG通过负向调节导致促炎细胞因子产生的途径，抑制了神经炎症，同时显著提高了对正常大脑功能至关重要的神经递质：多巴胺、去甲肾上腺素（去甲肾上腺素）和血清素。研究人员说："总之，我们的研究为我们了解TG在改善与衰老相关的认知能力下降方面的治疗潜力提供了宝贵的见解，突出了TG针对神经炎症、突触功能和海马神经递质释放的能力。因此，TG可被视为一种潜在的辅助药物化合物，用于改善认知衰老和与神经炎症相关的中枢神经系统（CNS）功能障碍。"对于那些希望通过喝咖啡来提高TG含量的人来说，2014年的一项研究发现，一杯标准的意大利浓缩咖啡（0.8盎司/25毫升）平均含有42.4毫克的TG，其中阿拉比卡咖啡的TG含量高于罗布斯塔咖啡。如果您不想过于兴奋，无咖啡因咖啡也含有TG。这项研究发表在《GeroScience》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1386181.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1386181.htm

抗衰老疗法在灵长类动物试验成功后距离人类又近了一步

抗衰老疗法在灵长类动物试验成功后距离人类又近了一步研究人员包括来自加州大学旧金山分校威尔神经科学研究所的科学家，他们专注于klotho和再生认知功能的研究已超过半年。在这项研究中，猴子必须反复穿越容易和困难的迷宫来寻找食物，以观察它们对最直接路径的记忆程度。这些动物在四小时后重复了这些任务。在给它们注射了klotho后，它们的蛋白质水平提高到了青少年时期的水平。虽然它们在简单的迷宫中只显示出6%的平均改善，但在更难的任务中，它们的表现要好20%左右。记忆力的提高显示出至少持续两周。有趣的是，剂量相对来说要比小鼠试验中低得多。作为三个亚家族，跨膜蛋白家族klotho包括最常被提及的α-klotho，在1997年才被确认，其功能仍未被完全理解。然而，它确实在衰老中起着关键作用，调节许多途径，如磷酸盐水平和胰岛素信号传导。这种蛋白质以希腊女神克洛托（Clotho）的名字命名，它是在肾脏中自然产生的，并随着年龄增长而耗尽。它的缺乏是导致动脉僵化、高血压和血管退化以及其他许多与年龄有关的健康状况的一个因素。此前，研究表明klotho的表达如何促进了小鼠模型的认知功能，从间歇性禁食如何影响其水平到从年轻动物输血给老年动物如何导致肌肉再生。目前研究的共同作者之一DenaDubal将认知测试与现实世界的经验相比较，比如需要记住车停放在停车场的位置，或者回忆一串数字，这两种技能会随着年龄增长而下降。Dubal现在是加州大学旧金山分校威尔神经科学研究所的医生研究员，多年来一直在研究klotho的延寿潜力。"对于人类来说，最终的游戏真的是：我们如何能够增加我们的'健康跨度'？"Dubal在2018年说。"而这可能与寿命的增加齐头并进，因为帮助我们活得更长的东西也是帮助我们活得更好的东西。"虽然对lotho的恢复能力所涉及的机制仍有许多未知数，但Dubal说，目前的这项研究提供了"一个非常有力的理由，让我们现在跳入人体临床试验"。该研究发表在《自然-衰老》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369125.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369125.htm

UCLA最新研究：反复练习能显著增强大脑记忆通路

UCLA最新研究：反复练习能显著增强大脑记忆通路访问：NordVPN立减75%+外加3个月时长另有NordPass密码管理器为了验证这一点，研究人员让小鼠在两周时间内辨别并回忆一连串气味。然后，研究人员使用一种新颖的定制显微镜跟踪动物在练习任务时的神经活动，这种显微镜可以同时对整个大脑皮层多达73000个神经元的细胞活动进行成像。研究显示，随着小鼠不断重复执行任务，位于次级运动皮层的工作记忆回路发生了转变。小鼠刚开始学习任务时，记忆表征并不稳定。然而，在反复练习任务后，记忆模式开始固化或"水晶化"，该研究的通讯作者、加州大学洛杉矶分校医疗中心神经学家佩曼-戈尔沙尼博士介绍说。戈尔沙尼说："如果想象大脑中的每个神经元都在发出不同的音符，那么大脑在执行任务时产生的旋律每天都在变化，但随着动物不断练习这项任务，旋律会变得越来越精炼和相似。"这些变化让我们了解到，为什么在反复练习之后，表现会变得更加准确和自动。这一见解不仅促进了我们对学习和记忆的理解，而且对解决记忆相关疾病也有意义。编译来源：ScitechDaily参考文献：《挥发性工作记忆表征随着练习而结晶》DOI:10.1038/s41586-024-07425-w...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431494.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1431494.htm

研究发现脑电刺激能改善老年人的记忆力

研究发现脑电刺激能改善老年人的记忆力根据一项新研究，对大脑进行20分钟的脑电刺激可以提高老年人的记忆力，效果可持续至少一个月。在美国，约有8%的人随着年龄的增长被诊断出患有阿尔茨海默病或痴呆症--严重损害了他们的记忆力--而更大的老年人群体有某种程度的与年龄有关的记忆丧失。这项新研究只是对潜在解决方案的初步了解。但是，随着世界人口的迅速老龄化，像这样简单、快速的治疗方法可能会变得更加重要--特别是如果未来的研究表明，它可以帮助解决更严重的认知状况。周一发表在《自然-神经科学》上的这项研究所做的大脑刺激来自于一个类似泳帽的装置，上面镶有电极，将电流输送到大脑的特定区域。研究小组对两个主要区域感兴趣：一个是与工作记忆（暂时保存信息并与短期记忆重叠）有关的区域，另一个是与长期记忆有关的区域。研究小组将60名年龄在65至88岁之间的参与者分为三组：一组佩戴设备，但没有得到任何电刺激；第二组在与工作记忆相关的区域接受刺激；第三组在与长期记忆相关的区域接受刺激。连续四天，参与者在接受治疗（或假治疗）的同时执行一项记忆任务，即阅读一份20个单词的清单并要求他们回忆这些单词。研究人员观察了他们记住列表开头（长期记忆）和列表结尾（工作记忆）的单词的频率。研究发现，工作记忆和长期记忆在这四天里都有所改善。研究作者、波士顿大学心理和脑科学系教授RobertReinhart在一次新闻发布会上说：“我们看到记忆的改善随着时间的推移而不断积累。而且参与者在一个月后仍然有记忆力的提高。”与针对大脑化学成分的药物和药品不同，这种类型的方法针对的是大脑的电系统。研究作者、波士顿大学认知神经科学研究员ShreyGrover在发布会上说，电刺激可能有助于改善大脑的生长和变化，而这些区域对记忆很重要。他说：“我们的大脑是可塑的，它们可以随着我们的学习而被改变。”Reinhart说，在为期四天的研究中，记忆力提高较快的人在一个月后对他们的记忆有更大的提升。而跳跃幅度最大的人是那些在研究开始前认知能力最差的人。现在，该研究中使用的设备只是一个实验工具。但它是安全的，除了一些瘙痒和刺痛之外，几乎没有其他副作用--所以如果研究继续显示它对记忆力等方面有用，可以想象它可以在医生的办公室提供给病人。这项研究中的人没有像阿尔茨海默病那样的特定疾病，但研究小组计划继续在患有这种疾病的人身上测试这种类型的治疗。他们还在研究其他类型的影响认知功能的疾病，如精神分裂症或强迫症。Reinhart说，大脑刺激的潜在应用有几十种。Reinhart说：“这是一种不同的方法，可以隔离和增强大脑中服务于某些功能的部分--比如我们如何感知、关注、记忆、学习，以及对来自我们环境的信息做出反应。”...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1307503.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1307503.htm

科学家尝试在睡眠中通过深脑刺激增强记忆力

科学家尝试在睡眠中通过深脑刺激增强记忆力这项研究于6月1日发表在《自然-神经科学》杂志上，研究报告的共同作者伊扎克-弗里德（ItzhakFried）博士说，这项研究可以为睡眠期间的深层大脑刺激有朝一日能够帮助像阿尔茨海默氏症这样的记忆障碍患者提供新的线索。这是通过一个新颖的"闭环"系统实现的，该系统在一个大脑区域提供电脉冲，与另一个区域记录的大脑活动精确同步。根据关于大脑如何在闭目养神期间将新信息转化为长期记忆的主流理论，海马体--大脑的记忆中心--和大脑皮层之间存在着一夜的对话，而大脑皮层与推理和计划等高级大脑功能有关。这发生在深度睡眠阶段，此时脑电波发生得特别缓慢，整个大脑区域的神经元在快速同步发射和沉默之间交替进行。"这提供了第一个重要的证据，细化到单个神经元的水平，证明记忆中枢和整个大脑皮层之间确实存在这种互动机制，"加州大学洛杉矶分校健康中心的癫痫手术主任、加州大学洛杉矶分校大卫-格芬医学院的神经外科、精神病学和生物行为科学教授弗莱德说。"在了解人类的记忆如何运作方面，它既有科学价值，又能利用这种知识真正提高记忆力。"研究人员迎来了一个独特的机会，通过加州大学洛杉矶分校健康中心的18名癫痫患者大脑中的电极测试这一记忆巩固理论。这些电极被植入患者的大脑中，以帮助确定他们在住院期间的发作源，通常持续10天左右。这项研究是在两个晚上和上午进行的。就在睡前，研究参与者看到了动物和25位名人的照片配对，包括像玛丽莲-梦露和杰克-尼科尔森这样容易识别的明星。他们立即接受测试，看他们能否回忆起哪位名人与哪种动物配对，并在一夜不受干扰的睡眠后，在早晨再次接受测试。在另一个晚上，他们在睡前看到了25个新的动物和名人的配对。这一次，他们在一夜之间接受了有针对性的电刺激，并在早上测试他们回忆配对的能力。为了提供这种电刺激，研究人员创建了一个实时闭环系统，弗里德将其比作一个音乐指挥家：该系统"聆听"大脑的电信号，当病人进入与记忆巩固相关的深度睡眠期时，它就会发出柔和的电脉冲，指示快速发射的神经元同步"演奏"。与未受干扰的睡眠相比，每个接受测试的人在接受电刺激的夜晚后的记忆测试中表现更好。关键的电生理标记也表明，信息在海马体和整个皮层之间流动，提供了支持记忆巩固的物理证据。弗里德说：我们加强了这条高速公路，信息通过它流向大脑中更永久的存储位置。"弗里德在2012年撰写了一份《新英格兰医学杂志》的研究报告，首次表明电刺激可以加强记忆，他的工作继续探索深层脑刺激如何能够改善记忆，现在已经进入了睡眠的关键阶段。他最近获得了美国国立卫生研究院700万美元的资助，研究人工智能是否可以帮助确定和加强大脑中的特定记忆。"在我们的新研究中，我们表明我们可以从总体上增强记忆，"弗里德说。"我们的下一个挑战是我们是否有能力调控特定的记忆。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363267.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363267.htm