研究人员在感知气味的神经元内发现了一种以前未知的细胞成分

研究人员在感知气味的神经元内发现了一种以前未知的细胞成分在电子显微镜放大镜下，带有转导蛋白的囊泡的释放分子生物学系教授斯塔凡-博姆（StaffanBohm）说："找到治疗嗅觉受损的方法的前提是首先了解嗅觉如何工作。"研究人员所发现的是神经细胞内的一个所谓的细胞器，这在以前是没有被观察到的。新发现的细胞器被研究人员命名为"多泡转导体"，这一发现要归功于于默奥大学独特的显微镜基础设施。DevendraKumarMaurya研究人员DevendraKumarMaurya使用了一种被称为相关显微镜的新技术，该技术结合了电子显微镜和共焦显微镜，这样就可以对细胞的内部结构和不同蛋白质的位置进行成像。细胞器是细胞内独特的"工作站"，可与人体的不同器官相比较，即不同的细胞器在细胞内有不同的功能。大多数细胞器在不同的细胞类型中是通用的，但也有一些细胞器具有特定的功能，只出现在某些细胞类型中。嗅觉神经细胞有长长的突起，即纤毛，突入鼻腔，含有结合气味物质的蛋白质，从而启动神经脉冲到大脑。将气味转化为神经脉冲的过程被称为转导，新发现的细胞器只包含转导蛋白。斯塔凡-博姆，于默奥大学分子生物学系教授转导体的作用是既储存又保持转导蛋白相互分离，直到它们被需要。当嗅觉受到刺激时，该细胞器的外膜破裂，释放出转导蛋白，以便它们能够到达神经元的纤毛，从而感知到气味。研究人员还发现，转导体携带一种叫做视网膜色素变性2号的蛋白质，即RP2，它在其他方面被称为调节眼睛感光细胞的转导。如果RP2基因发生突变，就会导致眼睛疾病视网膜色素变性的一个变种，损害眼睛的光敏细胞。"需要进一步研究的一个问题是，转导体是否在视觉中发挥作用，以及它是否存在于由神经递质而非光和气味激活的大脑神经元中。如果是这样，这一发现可能会被证明更加重要，"斯塔凡-博姆说。当研究人员DevendraKumarMaurya使用一种叫做相关显微镜的新技术时，发现了转导体。该技术结合了电子显微镜和共焦显微镜，因此可以同时对细胞的内部结构和不同蛋白质的位置进行成像。对这一发现至关重要的是Devendra的方法开发，它使该技术能够被用于分析组织切片中的完整神经元。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1343173.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1343173.htm

蚊子是如何找到人类的？科学家揭开背后的秘密

蚊子是如何找到人类的？科学家揭开背后的秘密无论是蚊香液、蚊香、驱蚊水，在夏天人类必然要面对的是蚊子的侵扰。那么这些蚊子是如何找到我们的呢？现在研究人员发现了背后的秘密。人类散发出一种由体味、热量和二氧化碳组成的独特气味，这种气味虽然因人而异，但是蚊子利用它追踪人类。虽然大多数动物都有一组特定的神经元来检测每种类型的气味，但蚊子可以通过几种不同的途径来接收气味。该研究发表在科学杂志《细胞》上。该研究的主要作者之一，来自波士顿大学生物学助理教授MegYounger说：“结果表明和目前已知的其他动物相比，蚊子对它们所遇到的气味进行编码的方式是不同的”。研究小组随后检查了蚊子触角中的气味受体，这些受体与漂浮在环境中的化学物质结合，并通过神经元向大脑发出信号。Younger表示：“我们假设蚊子会遵循嗅觉的中心教条，即每个神经元只表达一种类型的受体。但结果和预期相反，同一个神经元中不同受体可以对不同的气味做出反应”。这意味着失去一个或多个受体并不影响蚊子对人类气味的接收能力。研究人员说，这种备份系统可能已经进化为一种生存机制。Younger说：“埃及伊蚊专门叮咬人类，据说它们之所以进化成这样，是因为人类总是靠近淡水，因此蚊子在淡水中产卵。”研究人员说，最终，了解蚊子的大脑如何处理人类的气味可以用来干预叮咬行为，减少蚊子传播的疾病的传播，如疟疾、登革热和黄热病。Younger表示：“控制蚊子的一个主要策略是把它们吸引到诱捕器中，把它们从咬人的人群中清除出去。如果我们能够利用这些知识来了解人类的气味在蚊子的触角和大脑中是如何体现的，我们就可以开发出比人类更吸引蚊子的混合剂。我们还可以开发针对那些检测人类气味的受体和神经元的驱虫剂”...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1306477.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1306477.htm

研究：嗅觉会影响人类对颜色感知

研究：嗅觉会影响人类对颜色感知一项新研究发现，嗅觉会影响人类对颜色的感知，例如当人们闻到不同气味时，眼中的“颜色”会随之改变。新华社星期天（10月8日）报道，这项发表在国际学术期刊《心理学前沿》上的新研究发现，人类大脑会“整合”视觉、听觉、嗅觉等多种感官信息来理解周围环境。此前已有研究发现，颜色会影响人们对气味的感知，例如人们可能会觉得橙色的饮料是橙子味的，而实际上饮料是樱桃味的。为了探究气味是否会影响人们对颜色的感知，英国利物浦约翰·穆尔斯大学等机构的研究人员对24名嗅觉和色觉正常的成年人展开测试，其中包括11名男性和13名女性，年龄介于20岁至57岁。受试者需面对屏幕上的一个正方形色块，并通过手动调整滑块，把正方形调成中性灰色。同时，他们所在房间会被随机注入咖啡、焦糖、柠檬等不同物体的气味。结果显示，当受试者闻到咖啡气味时，他们眼中的“灰色”更偏红棕色；当闻到焦糖、柠檬等的气味时，他们眼中的“灰色”也和真正的中性灰色有所出入；而在没有特殊气味的情况下，他们辨识出了真正的中性灰色。研究员说，这表明气味的确会影响人们对颜色的感知，但这种影响的程度还有待进一步研究，例如闻到不太常见的气味，人们又会如何感知颜色。

花费12年 完整的幼年果蝇大脑地图首次公布 解开人类意识的第一步

花费12年完整的幼年果蝇大脑地图首次公布解开人类意识的第一步这个新的线路图是剑桥大学和约翰霍普金斯大学的科学家们的工作成果，它是迄今为止第四个完整的连接组。此前，更简单的秀丽隐杆线虫、幼年海鞘Cionaintestinalis和海洋蠕虫Platynereisdumerilii的大脑之前已经被绘制出来，但是这些大脑最多有几百个神经元和几千个突触（连接）。幼年果蝇（Drosophiliamelanogaster）的高分辨率连接组成像显示了3016个神经元和它们之间的548000个连接。对于渴望全面绘制一种与人类共享大量基本生物学知识的昆虫的大脑的科学家来说，这已经是一个漫长的过程了。"已经过去50年了，这是第一个大脑连接组。"约翰霍普金斯大学生物医学工程师约书亚-T-沃格尔斯坦说："这是一面旗帜，我们可以做到这一点。所有过程都在为这而努力。"这项具有里程碑意义的工作花了12年时间才完成，其中涉及的复杂过程令人震惊。首先，该团队使用电子显微镜将六小时大的雌性果蝇幼虫的大脑直观地切成了盐粒大小，不仅是几个部分，而是成千上万个部分。虽然电子显微镜捕捉到了每个切片的图像，但仅成像一项，3016个神经元中的每一个仍然需要一天时间。剑桥大学和约翰霍普金斯大学的科学家们跨领域的联合研究，包括神经科学、微生物学和计算机科学，看到了高清晰度的完全实现的大脑地图。成像显示了每一个神经元和连接，并对思维处理和行为提供了迷人的见解，例如最繁忙的电路如何通往和离开大脑的学习中心。果蝇具有复杂的学习和决策行为，它们是神经科学研究中研究最多的动物之一。更重要的是，该地图揭示了让人联想到机器学习架构的电路特征，这甚至可能为新的人工智能提供参考。Vogelstein说："我们对果蝇代码的了解将对人类的代码产生影响。这就是我们想要了解的--如何编写一个导致人类大脑网络的程序。"绘制老鼠大脑的研究正在进行中，并可能在未来十年内实现。但这是一项艰巨的任务，其规模估计又要比幼年果蝇大一百万倍。目前的计算工具可以追踪数以百万计的神经通路，但不能像人脑那样拥有数万亿的神经通路。我们不太可能在很长一段时间内看到一个完整的人类连接组--这可能会映射出我们复杂意识的关键。这项研究发表在《科学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348813.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348813.htm

研究表明从果蝇、小鼠到人类 大脑结构都遵循普遍规律

研究表明从果蝇、小鼠到人类大脑结构都遵循普遍规律当磁体被加热时，会达到一个临界点，在此点上磁体会失去磁性，这就是所谓的"临界点"。当物理物体发生相变时，就会达到这个高度复杂的临界点。最近，美国西北大学的研究人员发现，大脑的结构特征也处于一个类似的临界点附近--处于或接近结构相变期。这些结果在人类、小鼠和果蝇的大脑中都是一致的，这表明这一发现可能具有普遍性。虽然目前还不清楚大脑结构正在哪个阶段之间过渡，但这些发现可以为大脑复杂性的计算模型提供新的设计。他们的研究成果发表在《通信物理学》上。人类大脑皮层数据集中一小块区域内部分神经元的三维重建。图片来源：哈佛大学/Google大脑结构和计算模型资深作者、西北大学物理学和天文学助理教授伊什特万-科瓦奇（IstvánKovács）说："人类大脑是已知最复杂的系统之一，其结构细节的许多特性尚不清楚。其他一些研究人员已经从神经元动力学的角度研究了大脑临界性。但我们正在研究结构层面的临界性，以便最终理解它如何支撑大脑动态的复杂性。这一直是我们思考大脑复杂性的一个缺失。在计算机中，任何软件都可以在相同的硬件上运行，而在大脑中，动态和硬件密切相关。"人类大脑皮层数据集中一小块区域内部分神经元的三维重建。图片来源：哈佛大学/Google第一作者海伦-安塞尔（HelenAnsell）是埃默里大学的塔布顿研究员，研究期间在科瓦奇的实验室担任博士后研究员。他说："冰融化成水就是一个日常例子。这仍然是水分子，但它们正在经历从固态到液态的转变。我们当然不是说大脑已经接近融化。事实上，我们没有办法知道大脑会在哪两个阶段之间过渡。因为如果它处于临界点的任何一边，它就不是大脑了。"将统计物理学应用于神经科学尽管研究人员长期以来一直在使用功能磁共振成像（fMRI）和脑电图（EEG）研究大脑动态，但神经科学的进步直到最近才提供了大脑细胞结构的大量数据集。这些数据为科瓦奇和他的团队提供了应用统计物理技术测量神经元物理结构的可能性。使用在线neuroglancer平台查看的人类大脑皮层数据集中的部分神经元快照。图片来源：哈佛大学/Google识别大脑结构中的临界指数科瓦奇和安塞尔分析了来自人类、果蝇和小鼠的三维大脑重建的公开数据。通过以纳米级分辨率检查大脑，研究人员发现这些样本展示了与临界相关的物理特性的特征。其中一个特性就是众所周知的神经元分形结构。当一个系统接近相变时，就会出现一组被称为"临界指数"的观测指标，而这种非微观的分形维度就是其中的一个例子。脑细胞在不同尺度上呈分形统计模式排列。放大后，分形形状具有"自相似性"，即样本的较小部分与整个样本相似。观察到的各种神经元片段的大小也各不相同，这提供了另一条线索。科瓦奇认为，自相似性、长程相关性和广泛的大小分布都是临界状态的特征，在这种状态下，特征既不会太有组织，也不会太随机。这些观察结果产生了一组临界指数，用于描述这些结构特征。科瓦奇说："我们在物理学的所有临界系统中都能看到这些现象。大脑似乎在两个阶段之间保持着微妙的平衡。"来自果蝇、小鼠和人类数据集的单个神经元重建示例。资料来源：美国西北大学不同物种的普遍临界性科瓦奇和安塞尔惊奇地发现，他们研究的所有大脑样本--来自人类、小鼠和果蝇--在不同生物体间具有一致的临界指数，这意味着它们具有相同的临界定量特征。生物体之间潜在的、兼容的结构暗示着一种普遍的管理原则可能在起作用。他们的新发现可能有助于解释为什么不同生物的大脑具有一些相同的基本原理。安塞尔说："最初，这些结构看起来很不一样--整个苍蝇大脑的大小与人类的一个小神经元差不多。但随后我们发现，新出现的特性惊人地相似。""在生物体之间差异很大的许多特征中，我们依靠统计物理学的建议来检查哪些测量指标具有潜在的普遍性，例如临界指数。事实上，这些指标在不同生物体之间是一致的，"科瓦奇说。"作为临界性的一个更深层次的标志，所获得的临界指数并不是独立的--根据统计物理学的规定，我们可以从任意三个临界指数中计算出其余的临界指数。这一发现为建立简单的物理模型来捕捉大脑结构的统计模式开辟了道路。这种模型是大脑动态模型的有用输入，对人工神经网络架构也有启发意义"。今后，研究人员计划将他们的技术应用于新出现的数据集，包括更大的大脑部分和更多的生物体。他们的目标是找到这种普遍性是否仍然适用。编译自/scitechdaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435389.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435389.htm

美媒：科学家或解开新冠感染后丧失嗅觉之谜

美媒：科学家或解开新冠感染后丧失嗅觉之谜有些情况下，丧失嗅觉的患者在新冠康复长达16个月后仍存在免疫或炎性反应。这项小型研究已经同行评审。与嗅觉正常的人相比，长期丧失嗅觉的患者，其嗅觉感觉神经元更少，即发现气味并将信息传递给大脑的鼻子细胞。论文作者之一、杜克大学鼻窦外科医生布拉德·戈德斯坦说，嗅觉一直难以恢复的患者，其嗅觉神经元平均要比健康人群少75%。戈德斯坦说：“我们认为嗅觉神经元减少几乎肯定与炎症相关。”嗅觉丧失是常见的新冠症状。戈德斯坦及其同事从9名感染新冠后嗅觉丧失的患者鼻子中收集了组织样本，然后与健康人群进行对照。论文说，一直丧失嗅觉的患者，他们鼻子中的T细胞更多一些，这种白细胞在免疫反应中至关重要；戈德斯坦说T细胞生成与炎症相关的物质——伽玛干扰素，而支持细胞似乎对它起反应。支持细胞保护并滋养嗅觉神经元。没有支持细胞，嗅觉神经元无法生存。研究显示：引起新冠肺炎的病毒并不直接感染嗅觉神经元，而是能够袭击这种支持细胞。嗅觉丧失的患者，与健康人群相比，他们体内某种消炎细胞更少一些，而特定发炎细胞更多一些。健康人群包含2名新冠康复者，但是他们不存在长期嗅觉丧失症状。新冠研究人员说，这项研究支持了相关证据，即炎症可能是长新冠症状的罪魁祸首。《美国医学会杂志·神经病学卷》月刊今年4月发表的一篇论文指出：新冠死亡患者的嗅球（负责接收和处理鼻子中嗅觉神经元信息的大脑部位）中存在炎症。这篇论文的作者指出，神经炎症可能是导致嗅觉丧失及其它与长新冠相关的神经系统症状（如脑雾）的因素之一。（编译/郑国仪）...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335981.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335981.htm