糖影响大脑"可塑性" 有助于学习、记忆和恢复

糖影响大脑"可塑性"有助于学习、记忆和恢复复杂的糖分子控制着神经元周围网（图中绿色）的形成，这些网环绕着神经元，帮助稳定大脑中的连接。资料来源：LindaHsieh-Wilson实验室研究人员于8月16日在美国化学学会（ACS）秋季会议上展示了他们的研究成果。美国化学学会2023年秋季会议将于8月13-17日以虚拟和现场相结合的方式举行，大约有12000个关于各种科学主题的报告。复合糖和大脑可塑性给水果、糖果或蛋糕增添甜味的糖实际上只是多种糖类中的几个简单品种。当它们串联在一起时，就能形成各种各样的复合糖。GAG是通过连接其他化学结构（包括硫酸基团）而形成的。"如果我们研究大脑中GAGs的化学结构，就能了解大脑的可塑性，并希望将来能利用这些信息恢复或增强记忆中的神经连接，"在会议上介绍这项研究的项目首席研究员琳达-谢-威尔逊（LindaHsieh-Wilson）博士说。她解释说："这些糖能调节许多蛋白质，它们的结构在发育过程中和疾病发生时会发生变化。"谢-威尔逊现就职于加州理工学院（Caltech）。在大脑中，最常见的GAG形式是硫酸软骨素，它存在于大脑许多细胞周围的细胞外基质中。硫酸软骨素还能形成被称为"神经元周围网"的结构，这种结构包裹着单个神经元，并稳定它们之间的突触连接。硫酸化模式及其影响改变GAG功能的一种方法是硫酸化图案，即糖链上的硫酸基团模式。谢-威尔逊的团队对这些硫酸化模式如何发生改变，以及它们可能如何调控神经可塑性和社会记忆等生物过程很感兴趣。有朝一日，研究人员也可以通过调节这些功能来治疗中枢神经系统损伤、神经退行性疾病或精神疾病。当研究小组删除了小鼠体内负责形成硫酸软骨素两种主要硫酸化模式的Chst11基因后，小鼠的神经元周围网出现了缺陷。然而，在没有硫酸化图案的情况下，神经元网络的数量实际上增加了，从而改变了神经元之间突触连接的类型。此外，这些小鼠无法辨认出它们以前接触过的小鼠，这表明这些模式会影响社会记忆。记忆和治疗的潜力有趣的是，这些网络可能比以前认为的更具活力--它们可能在儿童期和成年期都发挥着作用。当研究人员在成年小鼠的大脑中特异性地靶向Chst11时，他们发现它对神经周细胞网和社会记忆产生了同样的影响。谢-威尔逊说："这一结果表明，有可能在青春期或成年期操纵这些网络，从而有可能重新连接或加强某些突触连接。"在最近的其他实验中，研究小组希望了解GAGs及其硫酸化模式如何影响轴突再生，或神经元在损伤后的自我重建能力。研究人员目前正在努力确定能与特定硫酸化图案结合的蛋白质受体。到目前为止，他们已经发现，特定基团会导致这些受体在细胞表面聚集在一起，抑制再生。阻断这一过程可以创造出促进轴突再生的工具或治疗方法。Hsieh-Wilson说，对这一过程有更深入的了解有朝一日可以帮助修复某些神经退行性疾病或中风造成的损伤。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377789.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377789.htm

研究发现深部脑刺激有助于中风后的康复

研究发现深部脑刺激有助于中风后的康复一项研究发现，脑深部刺激与物理疗法相配合有助于中风后康复/克利夫兰诊所虽然紧急医疗保健、成像和医疗设备的进步改善了急性期中风的治疗，但高达50%的幸存者在中风后留下慢性残疾，这往往导致他们需要他人的帮助才能完成日常活动。中风患者通常会留下上肢损伤，包括肌肉和肌张力减弱或受损以及感觉变化。克利夫兰诊所的研究人员研究了使用一种新的侵入性手术方法来帮助中风后长期受损的人康复。他们的首次人体一期临床试验涉及齿状核的深部脑刺激（DBS），齿状核是大脑中负责调节随意运动、认知、语言和感觉功能精细控制的部分。12名在12至36个月前单侧大脑中动脉中风后出现持续中度至重度上肢损伤的参与者，通过手术将电极插入他们的小脑。类似心脏起搏器的设备会发出微小的电脉冲，帮助参与者恢复对运动的控制。手术后出院后，参与者接受了数月的物理治疗，首先关闭DBS设备几周，然后打开四到八个月。研究人员在设备打开后看到了最大的改善，12名参与者中有9名的运动损伤和功能都有改善。没有观察到严重的不良反应。损伤的严重程度影响了参与者的表现。根据使用Fugl-Meyer中风恢复评估的治疗前和治疗后评分，那些至少保留最低限度运动功能的人的收益几乎增加了两倍。该研究的通讯作者安德烈·马查多(AndreMachado)表示：“这些[研究结果]让患者感到安心，因为研究参与者在中风后已经残疾一年多，在某些情况下甚至三年了。这为我们提供了一个潜在的机会，可以在中风恢复的慢性阶段进行急需的康复改善。对治疗有反应的研究参与者的生活质量影响是显着的。”研究人员得出结论，DBS联合物理治疗是安全可行的。他们计划使用更大的样本量进行进一步的研究。该研究的主要作者肯尼斯·贝克说：“目前没有有效的方法来改善数十万中风幸存者的身体康复结果。研究结果发现，深部脑刺激与物理治疗相结合，可以改善中风一年多后患者的运动能力，并且其运动改善已基本趋于稳定。这告诉我们，这项研究值得在更大的患者样本中进行进一步调查。”该研究发表在《自然医学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377413.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377413.htm

研究发现纳米线网络可以像人脑一样学习和记忆

研究发现纳米线网络可以像人脑一样学习和记忆现在，由悉尼大学的研究人员领导的一个国际团队已经证明了纳米线与人脑的相似程度。该研究的共同作者ZdenkaKuncic说："这种纳米线网络就像一个合成的神经网络，因为纳米线的作用就像神经元，而它们相互连接的地方类似于突触"。为了弄清纳米线在多大程度上表现出认知功能，研究人员进行了一个用于评估人类工作记忆的测试版本，称为n-back测试。进行n-back测试的人可能会看到一系列字母或图像的序列。对于序列中的每个项目，他们必须确定它是否与"n"个项目之前呈现的项目相匹配。7分是平均分，表明一个人可以认出7个项目之前出现的项目。对于NWN，研究人员将n-back测试修改为可实施的子任务。为了进行测试，研究人员在他们想要的地方引导NWN的路径。"我们在这里所做的是操纵末端电极的电压，迫使路径发生变化，而不是让网络做自己的事情，强迫通路去我们希望它们去的地方。"该研究的主要作者AlonLoeffler说。研究人员发现，引导NWN的路径改善了它的记忆能力和准确性。Loeffler说："当我们实施这种做法时，它的记忆具有更高的准确性，并没有随着时间的推移而真正减少，这表明我们已经找到了一种方法来加强路径，将它们推向我们想要的地方，然后网络就会记住它。"证据就在测试中。当他们对NWN进行修改后的N-back测试时，它可以"记住"电路中的一个想要的终点，并向后退七步，与人类的记忆相当。研究人员说，在不断强化NWN后，它达到了一个点，记忆变得固定，不需要进一步强化。"这有点像我们大脑中长期记忆和短期记忆之间的区别，"Kuncic说。"如果我们想长期记住一些东西，我们真的需要不断训练我们的大脑来巩固它，否则它就会随着时间的推移而逐渐消失。"研究人员说，他们的研究表明，NWNs可以以类似于人类大脑的方式运作，可以用来改进需要快速做出决定的机器人或传感器设备。"在这项研究中，我们发现我们通常与人脑有关的高阶认知功能可以在非生物硬件中得到模拟，"Loeffler说。"我们目前的工作为在非生物硬件系统中复制类似大脑的学习和记忆铺平了道路，并表明类似大脑的智能的基本性质可能是物理的。“”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1356337.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1356337.htm

新研究发现蛋白质p62有助于预防老年痴呆症

新研究发现蛋白质p62有助于预防老年痴呆症细胞利用选择性自噬或不需要的蛋白质的自我降解来维持细胞的平衡。这一过程由自噬受体控制，它介导选择一种目标蛋白，随后被“清除”。据悉，Tau蛋白在大脑神经元的内部结构中起着至关重要的作用，在痴呆症和阿尔茨海默氏病等疾病中，Tau蛋白在神经元内异常积累。这种超磷酸化的tau蛋白（或tau低聚物）在痴呆症患者大脑中的积累导致了神经纤维缠结(NFTs)的产生并最终导致神经元的细胞死亡进而导致该疾病的渐进性神经退行性症状。虽然tau蛋白可能被选择性自噬降解，但其发生的具体机制尚不清楚。不过来自日本国家量子科学与技术研究所的专家最近进行的研究表明，一个特定的基因--p62基因--在tau齐聚体的选择性自噬中发挥了关键作用。相关研究报告已发表在《AgingCell》上。以往的研究报告称，tau蛋白的异常积累可能通过p62受体蛋白（它是一种选择性的自噬受体蛋白）被自噬途径选择性地抑制。MaikoOno指出：“这种蛋白质的泛素结合能力有助于识别有毒的蛋白质聚集物（如tau齐聚体），然后它们可以被细胞过程和细胞器降解。”然而这项研究的新颖之处在于在一个活体模型中证明了p62的“神经保护”作用，这在以前是从未做过的。据悉，他们使用了痴呆症的小鼠模型。其中一组小鼠的p62基因已被删除（或敲除），因此它们不表达p62受体蛋白。在使用免疫染色和比较生物化学分析研究这些小鼠的大脑时，研究人员们发现了一个有趣的情况。在海马--跟记忆有关的大脑区域--和脑干--协调身体的呼吸、心跳、血压和其他自愿过程--发现了p62基因敲除(KO)小鼠的神经毒性tau蛋白聚集。当我们考虑到这一点及痴呆症的症状--包括记忆丧失、混乱和情绪变化，这些发现是非常有意义的。核磁共振扫描显示，p62KO小鼠的海马体已经退化（萎缩）和发炎。对其大脑的尸检评估显示其海马区的神经元损失更大。进一步的免疫荧光研究表明，异常的tau物种聚集可以引起细胞毒性，进而导致p62KO小鼠的炎症和神经元的细胞死亡。具体而言，低聚体tau在p62KO小鼠的大脑中积累更多。总的来说，这项研究的结果证明，通过消除并因此防止低聚体tau物种在大脑中的聚集，p62在痴呆症模型中发挥了神经保护作用。当世界各地的研究人员正在试图开发治疗痴呆症和其他相关神经退行性疾病的药物时，这项研究的结果将对提供准确针对tau寡聚物的证据具有重要意义。由于全球老龄人口每年都在增加，因此，开发减缓各种神经退行性疾病的发病和进展的方法的需求也在扩大。这项研究为解决这一需求提供了一个积极的步骤。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1305699.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1305699.htm

研究发现棋盘游戏可能有助于幼儿提高数学能力

研究发现棋盘游戏可能有助于幼儿提高数学能力研究人员特别选择了棋盘游戏，因为它们是基于规则的，棋子在棋盘上的移动和位置变化会影响整个游戏过程。因此，它们属于自己的游戏类别，与技能游戏和赌博游戏不同。研究人员回顾了从2000年起发表的19项研究，涉及3至9岁的儿童。除了一项研究外，所有的研究都集中在棋盘游戏对计算能力和数学知识的影响。评估数字或物理游戏的研究被排除在外。孩子们根据他们是否玩专注于计算能力的棋盘游戏（干预组）或不玩的棋盘游戏（对照组）而被分组。在干预课程前后，对数学成绩进行了评估。研究人员根据孩子们的数学能力进行了分类，从基本的数字能力（识别和命名数字）和基本的数字理解（理解数字数量，例如9大于3）到更高级的数字理解（加法和减法）。研究人员发现，与对照组相比，干预组中32%的儿童--几乎三分之一--在基本和高级数学表现方面有明显改善。研究人员说，他们的研究结果表明，棋盘游戏可以用来提高儿童的基本和复杂数学技能，并有可能对其他发展技能产生积极影响。该研究的主要作者JaimeBalladares说："未来的研究应该被设计来探索这些游戏可能对其他认知和发展技能的影响。"这项研究发表在《早期》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369583.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369583.htm

研究发现记忆事件比事件本身更能驱动脑电波

研究发现记忆事件比事件本身更能驱动脑电波这些脑电波或称神经振荡，根据其振幅和频率的不同可分为五类：γ波、β波、α波、θ波和δ波。我们在解决问题或学习时会出现γ波，在警觉或兴奋时会出现β波，在身心放松时会出现α波，在创造力和冥想时会出现θ波，在深度无梦睡眠时会出现δ波。以前的研究表明，海马体（大脑颞叶深处的一个复杂结构）中的θ振荡与记忆形成和空间导航有关。亚利桑那大学研究人员领导的一项新研究探讨了产生这些θ振荡的驱动因素。人们认为，与记忆形成相比，人的外部环境在驱动θ振荡方面起着更加重要的作用。也就是说，在参与某一事件时产生的振荡要大于在对该事件形成记忆时产生的振荡。然而，目前的研究表明情况并非如此。这项研究的主要作者萨拉-西格说："令人惊讶的是，我们发现，与直接经历事件相比，人类在回忆事情时的θ振荡更为普遍。"研究人员招募了13名使用颅内电极监测癫痫发作的患者，并记录了他们的海马θ振荡。患者在笔记本电脑上进行了一项空间导航任务，使用操纵杆在虚拟现实（VR）城市中导航，以到达一家特定的商店。到达目的地后，实验暂停，要求患者想象他们开始导航的位置，并在头脑中导航他们刚刚走过的路线。在操纵杆驱动的导航过程中，θ振荡的频率较低，持续时间也较短，而患者仅在想象路线时才出现振荡。根据研究结果，研究人员得出结论认为，记忆是人类θ活动的主要驱动力。他们说，他们的研究结果可用于帮助因中风、癫痫发作或帕金森病等疾病造成脑损伤或认知障碍的人改善记忆。研究人员说，通过让人们积极创造记忆来进行认知训练和康复，将推动θ振荡，这有可能随着时间的推移改善记忆。这项研究的通讯作者阿尔内-埃克斯特罗姆（ArneEkstrom）说："基本上，你可以让有记忆障碍的病人尝试教他们如何更好地记忆。"研究人员正计划对自由行走的病人而不是躺在床上的病人进行进一步研究，以了解实际导航与记忆相比对θ振荡的影响。该研究发表在《神经元》（Neuron）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374557.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1374557.htm