科学家发现大脑回路 解释为何婴儿哭泣能促进母亲乳汁分泌

科学家发现大脑回路解释为何婴儿哭泣能促进母亲乳汁分泌在纽约大学格罗斯曼医学院研究人员的领导下，这项研究探索了人类和其他哺乳动物几个世纪以来的观察结果，即当婴儿开始觅食时，仅凭哭声就能促使母亲释放母乳。数十年来的研究表明，这种对食物的呼唤，而不是吮吸本身，会促使催产素激增。然而，这种从哭声到乳汁的管道背后的机制和目的至今仍不清楚。根据今天（9月20日）发表在《自然》（Nature）杂志上的研究结果，当小鼠幼崽开始哭泣时，声音信息会传到母鼠大脑中一个叫做丘脑后层内核（PIL）的区域。然后，这个感觉枢纽会向另一个叫做下丘脑的区域中释放催产素的脑细胞（神经元）发送信号，下丘脑是激素活动的控制中心。大多数情况下，这些下丘脑神经元会被蛋白质"锁定"，这些蛋白质就像守门员一样，防止误报和浪费奶水。然而，在连续哭泣30秒后，来自PIL的信号被发现会积聚起来并压倒这些抑制蛋白，从而触发催产素的释放。"我们的研究结果揭示了哭泣的婴儿是如何使母亲的大脑做好哺乳准备的，"该研究的共同第一作者、纽约大学朗贡卫生学院研究生哈本-伊萨（HabonIssa）说。"如果没有这种准备，吸吮和乳汁流出之间可能会有几分钟的延迟，可能会导致婴儿沮丧和父母紧张"。研究结果还显示，催产素的促进作用只发生在母鼠身上，而从未生育过的雌鼠则不会出现这种情况。此外，母鼠的大脑回路只对幼崽的哭声做出反应，而不对计算机生成的模仿自然哭声的音调做出反应。伊萨认为，这项研究首次描述了听觉等感官体验如何直接激活母亲体内的催产素神经元。她指出，科学家们使用了一种名为iTango的相对较新的分子传感器来实时测量脑细胞实际释放的催产素。她说，在此之前，研究人员只能使用替代物进行间接测量，因为荷尔蒙体积小，降解速度快。在这项研究中，研究小组检查了数十只雌性小鼠的脑细胞活动。然后，他们以一种"逆向工程"的形式，追踪了声音信息如何通过大脑的不同区域触发乳汁流动。接下来，研究小组探索了这一电路如何影响育儿行为。伊萨说，通常情况下，当幼崽走失或被带离巢穴时，无论发生多少次，母亲都会迅速把它们找回来。然而，当研究人员用化学方法阻断PIL与催产素神经元的交流时，小鼠最终会感到疲倦，并停止叼回幼崽。一旦系统重新开启，母鼠们就会克服疲劳，继续照顾婴儿。研究的资深作者罗伯特-弗罗姆克（RobertFroemke）博士说："这些结果表明，啼哭引发的大脑回路不仅对哺乳行为很重要，而且对维持母亲的长期注意力以及鼓励母亲在精疲力竭时仍有效照顾幼仔也很重要。"Froemke是纽约大学朗格尼分校神经科学和生理学系的Skirball基金会遗传学教授。Froemke还是纽约大学朗格尼分校耳鼻咽喉头颈外科系的教授，他补充说，了解催产素系统在我们这个物种中是如何工作的（以及如何出错的），可能会为帮助那些想要母乳喂养但又难以做到的人类母亲提供新的方法。纽约大学朗格尼分校神经科学研究所成员弗罗姆克提醒说，研究人员并没有测量泌乳本身，只是测量了促使泌乳的激素释放。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385285.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385285.htm

研究表明怀孕会导致大脑永久性重组

研究表明怀孕会导致大脑永久性重组研究表明，怀孕会导致神经元永久性重组，该研究为荷尔蒙对行为的影响提供了新的见解。这项针对老鼠的研究表明，它们的养育本能是由大脑在怀孕后期对雌激素和黄体酮的反应而发生的变化而引发的。科学家表示，人类大脑中也可能发生类似的变化，他们表示这项工作可以为人们对养育行为和产后心理健康的新理解铺平道路。Source：投稿：@ZaiHuaBot频道：@TestFlightCN

科学家们发现了一种新的日常节奏 使人们了解到大脑活动是如何被微调的

科学家们发现了一种新的日常节奏使人们了解到大脑活动是如何被微调的该结果发表在《PLOS生物学》杂志上，可能有助于解释细微的突触变化如何改善人类的记忆。来自国家神经疾病和中风研究所（NINDS）的研究人员领导了这项研究，该研究所是国家卫生研究院的一部分。"抑制对大脑功能的各个方面都很重要。但二十多年来，大多数睡眠研究都集中在了解兴奋性突触上，"NINDS的高级调查员WeiLu博士说。"这是一项及时的研究，试图了解睡眠和清醒如何调节抑制性突触的可塑性"。Lu博士实验室的博士后WuKunwei调查了小鼠在睡眠和清醒时抑制性突触的情况。从海马体（一个参与记忆形成的大脑区域）的神经元进行的电记录显示了一种以前未知的活动模式。在清醒状态下，稳定的"强直"抑制活动增加，但快速的"阶段性"抑制活动减少。他们还发现，在清醒的小鼠神经元中，抑制性电反应的活动依赖性增强得多，这表明清醒，而不是睡眠，可能在更大程度上加强这些突触。抑制性神经元使用神经递质γ-氨基丁酸（GABA）来减少神经系统的活动。这些神经元在抑制性突触处将GABA分子释放到突触裂隙中，突触裂隙是神经元之间神经递质扩散的空间。这些分子与邻近的兴奋性神经元表面的GABAA受体结合，使其减少发射次数。进一步的实验表明，清醒时的突触变化是由α5-GABAA受体数量增加所驱动的。当受体在清醒小鼠体内被阻断时，活动依赖性的相位电反应的增强就会减弱。这表明，清醒时GABAA受体的积累可能是建立更强大、更有效的抑制性突触的关键，这是一个被称为突触可塑性的基本过程。"当你在白天学习新信息时，神经元受到来自大脑皮层和许多其他区域的兴奋性信号的轰击。"Lu博士说："为了将这些信息转变为记忆，你首先需要调节和完善它--这就是抑制的作用。"先前的研究表明，海马体的突触变化可能是由抑制性中间神经元发出的信号驱动的，这种特殊类型的细胞在大脑中只占大约10-20%的神经元。在海马中有超过20种不同的中间神经元亚型，但最近的研究强调了两种类型，即被称为副白蛋白和体蛋白，它们关键性地参与了突触调节。为了确定哪种神经元负责他们所观察到的可塑性，Lu博士的团队使用了光遗传学，这是一种使用光来打开或关闭细胞的技术，并发现清醒状态导致更多的α5-GABAA受体和来自副白蛋白的更强连接，而不是体蛋白的神经元。人类和小鼠拥有类似的神经回路，是记忆储存和其他基本认知过程的基础。这种机制可能是抑制性输入精确控制神经元之间和整个大脑网络的信息起伏的一种方式。Lu博士说："抑制实际上是相当强大的，因为它允许大脑以一种微调的方式执行，这基本上是所有认知的基础。"由于抑制对大脑功能的几乎每一个方面都至关重要，这项研究不仅有助于帮助科学家了解睡眠-觉醒周期，而且有助于了解植根于大脑节律异常的神经系统疾病，如癫痫。在未来，Lu博士的研究小组计划探索GABAA受体贩运到抑制性突触的分子基础。这项研究的部分资金来自于美国国家疾病预防控制中心的院内研究项目。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335699.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335699.htm

是什么让人类的智慧与众不同？科学家找出了解大脑的新窗口

是什么让人类的智慧与众不同？科学家找出了解大脑的新窗口研究人员发现，人类大脑增强的处理能力可能源于我们神经元结构和功能的差异。图像来源：昆士兰大脑研究所/斯蒂芬-威廉姆斯教授他们最近在《细胞报告》杂志上发表了他们的发现。昆士兰大学昆士兰大脑研究所（QBI）的斯蒂芬-威廉姆斯教授解释说，他的团队研究了人类新皮层锥体神经元嵌入其神经元网络的电特性。"为了研究人类神经元，我们从人类新皮层的小块组织中制备了活体组织片，这些组织片是从两家医院接受神经外科手术以缓解难治性癫痫或切除脑肿瘤的病人身上收集的，"威廉姆斯教授说。"我们通过对人类和啮齿类动物的锥体神经元的细胞体和细树突进行错综复杂的同步电记录来比较人类和啮齿类动物的电特性。我们的研究显示，人类和啮齿动物的新皮层锥体神经元具有共同的基本生物物理特性。例如，我们发现人类和啮齿类新皮层锥体神经元的树突都会产生树突钠尖峰，这表明整合一个神经元接收的成千上万个输入信号的机制是一致的。然而，我们发现人类新皮层锥体神经元的计算功能得到了极大的加强"。该研究的共同作者、QBI博士后HelenGooch博士表示，研究小组发现人类新皮层锥体神经元的树状结构，也就是携带电信号的树枝状延伸部分比其他哺乳动物，如啮齿类动物的树状结构更大、更复杂。Gooch博士说："人类树突树的这种阐述伴随着在多个地点产生树突尖峰，这些尖峰积极地在神经元中扩散，以驱动每个神经元的输出信号。我们认为，这种分布式树突信息处理的增强因此可能是提高我们大脑整体处理能力的一个因素"。这种发现的转化为更好地理解人类大脑的电活动在疾病中如何受到干扰铺平了道路。母校医院神经科医生和共同作者LisaGillinder博士说："作为临床研究人员，我们不仅对了解人类脑细胞的正常功能感到兴奋，而且通过这一领域的未来研究，我们还旨在更好地了解像癫痫这样的疾病所发生的功能变化，希望能改善治疗。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333357.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333357.htm

科学家揭示了创伤是如何改变大脑的

科学家揭示了创伤是如何改变大脑的罗切斯特大学德尔蒙特神经科学研究所的ZVR实验室由助理教授本杰明-苏亚雷斯-吉梅内斯博士领导，致力于了解这些变化背后的机制，以及大脑如何学习其环境，预测潜在威胁，并识别安全。"我们正在学习更多关于暴露于创伤的人如何学习区分什么是安全的和什么是不安全的。他们的大脑让我们了解到在受创伤暴露影响的特定机制中可能出现的问题，特别是当涉及到情感时，"苏亚雷斯-吉梅内斯说，他作为哥伦比亚大学欧文医学中心教授尤瓦尔-内里亚博士实验室的博士后研究员开始这项工作。他们的研究最近发表在《通信生物学》(CommunicationsBiology)上，确定了暴露于创伤的人（有或没有精神病症，包括创伤后应激障碍、抑郁症和焦虑症）的显著性网络的变化涉及大脑中用于学习和生存的机制。使用fMRI，研究人员记录了参与者的大脑活动，因为他们看着不同大小的圆圈--只有一种大小与小冲击（或威胁）有关。伴随着显著性网络的变化，研究人员发现了另一个差异--这个差异是在暴露于创伤的复原力组中。他们发现接触过创伤而没有精神病态的人的大脑正在通过参与执行控制网络--大脑的主导网络之一--来补偿其大脑过程的变化。哥伦比亚大学临床神经生物学助理教授苏亚雷斯-吉梅内斯（Suarez-Jimenez）是本文的共同第一作者，他与ZhuXi博士一起说："知道当某人受到创伤时在大脑中寻找什么，可以大大推进治疗。在这种情况下，我们知道大脑中哪里发生了变化，以及一些人如何围绕这种变化开展工作。它是复原力的一个标志"。加入情感元素威胁的可能性可以改变暴露在创伤中的人的反应--研究人员发现创伤后应激障碍（PTSD）患者的情况就是如此，正如《抑郁与焦虑》杂志最近的一项研究所述。苏亚雷斯-吉梅内斯、他的其他合著者和资深作者尼利亚发现，当不涉及情绪时，创伤后应激障碍患者可以完成与没有接触过创伤的人相同的任务。然而，当由威胁引起的情绪被添加到类似的任务中时，那些患有创伤后应激障碍的人更难区分其中的差异。研究小组使用了与其他实验相同的方法--不同的圆圈大小，其中一个大小与冲击形式的威胁有关。使用fMRI，研究人员观察到患有PTSD的人在海马体--大脑中负责情感和记忆的区域--和显著性网络--一种用于学习和生存的机制之间的信号传递较少。他们还检测到杏仁核（另一个与情绪有关的区域）和默认模式网络（当某人不关注外部世界时激活的大脑区域）之间的信号传递较少。这些发现反映了创伤后应激障碍患者无法有效区分圆圈之间的差异。"这告诉我们，创伤后应激障碍患者只有在有情绪成分的情况下才会有分辨的问题。在这种情况下，是厌恶；我们仍然需要确认对其他情绪如悲伤、厌恶、快乐等是否如此，"苏亚雷斯·吉梅内斯说。"因此，可能是在现实世界中，情绪使他们的认知能力超载，无法区分安全、危险或奖励。它对危险的概括性过强。""综合来看，这来自一项由NIMH资助的研究带来的两篇论文的发现，旨在揭示创伤、创伤后应激障碍和复原力的神经和行为机制，有助于扩展我们关于创伤对大脑影响的知识，"这项研究的首席PI尼利亚说。"创伤后应激障碍是由对恐惧处理和反应至关重要的大脑区域的显著功能障碍驱动的。我在哥伦比亚大学的实验室和罗切斯特的吉梅内斯博士实验室致力于推进神经生物学研究，这将有助于开发新的和更好的治疗方法，能够有效地针对异常的恐惧回路。"苏亚雷斯-吉梅内斯将继续探索大脑机制和与之相关的不同情绪，在他的实验室中借助虚拟现实技术，使用更多的真实情况。他想了解这些机制和变化是否是特定于威胁的，以及它们是否扩展到与环境相关的过程。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1339411.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1339411.htm

科学家发现灵长类动物和其他动物之间大脑的关键差异

科学家发现灵长类动物和其他动物之间大脑的关键差异一个多国研究小组现在已经更好了解物种之间大脑皮层神经元架构的差异，这要归功于高分辨率显微镜。波鸿鲁尔大学发育神经生物学研究小组的研究人员在PetraWahle教授的领导下，已经证明灵长类动物和非灵长类动物在其结构上一个重要差异：轴突的起源，这是负责传输被称为动作电位电信号的过程。这些结果最近发表在《eLife》杂志上。研究小组研究了各种动物，包括啮齿类动物（小鼠、大鼠）、有蹄类动物（猪）、食肉动物（猫、雪貂），以及动物学灵长类的猕猴和人类。科学家们通过使用五种不同的染色技术和对超过34,000个神经元的评估得出结论，非灵长类动物和灵长类动物之间存在着物种差异。与非灵长类动物的兴奋性锥体神经元相比，灵长类动物大脑皮层外层II和III的兴奋性锥体神经元上携带轴突的树突明显较少。此外，对于抑制性中间神经元，在猫和人类物种之间发现了携带轴突的树突细胞百分比方面的巨大差异。在比较具有初级感觉和高级大脑功能的猕猴皮层区域时，没有观察到定量差异。研究人员表示，高分辨率显微镜在研究中特别重要，这使得检测轴突起源可以在微米级准确跟踪，这在传统显微镜下有时并不那么容易。通常，一个神经元将到达树突的兴奋性输入与抑制性输入进行整合，这一过程被称为体突整合。然后，神经元决定输入是否足够强大和重要，以通过动作电位传送到其他神经元和脑区。携带轴突的树突被认为是有特权的，因为这些树突的去极化输入能够直接唤起动作电位，而无需参与体细胞整合和体细胞抑制。为什么会演变出这种物种差异，以及它对灵长类动物的新皮层信息处理可能具有的潜在优势，目前尚不清楚。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1301255.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1301255.htm