腦科學日報:重構果蠅的運動控制迴路;有些人為什麼有智力缺陷?

2021-01-19 腦科學君

1,Cell | 重構成年果蠅的運動控制迴路

來源:BioArt

圖註:運動和感覺神經元的重建揭示了神經的精確功能域

1月4日,哈佛醫學院神經生物系研究團隊Wei-Chung Allen Lee在Cell上發表題為Reconstruction of motor control circuits in adult Drosophila using automated transmission electron microscopy 的文章。

研究開發GridTape研究果蠅運動行為背後的神經迴路機制,該技術種結合了自動串行段採集和自動高通量傳輸EM的技術。利用這個數據集,本研究通過重建所有507個控制四肢的運動神經元來研究控制腿和翅膀運動的神經元網絡。研究發現一類特定的腿部感覺神經元直接與運動神經元突觸,代表了一種獨特的快速肢體控制途徑。此外,本研究還提供對數據集和重建的開放訪問,能夠實現不同系統間(EM和光學顯微鏡)細胞數據的匹配,特別是,研究還提供了GridTape設計程序及軟體的使用方法進而可實現低成本服務於神經科學領域的其他研究的目標。

2,有些人為什麼智力缺陷?

來源:生物通

就像船隻在風暴和海浪中錨定在海床上一樣,GPI錨(GPI=糖基磷脂醯肌醇)確保特殊蛋白質能附著在活細胞的外面。如果GPI錨基因突變而不能正常工作,細胞間的信號傳遞和運輸就會中斷。GPI錨缺陷會導致智力受損、運動障礙和發育遲緩典型表現。

波恩大學和馬克斯普朗克分子遺傳學研究所的研究人員利用基因工程的方法製造出了一種能模仿這些病人的小鼠。在動物模型中,GPI錨定缺陷中,基因突變會損害大腦突觸上刺激的傳遞。這可以解釋與疾病相關的損害。研究結果發表在《PNAS》上。

3,山大基礎醫學院孫金鵬教授團隊在Nature發文揭示黏附類受體GPR97感知糖皮質激素並激活Go的結構基礎

來源:細胞

GPR97結構

1月7日,山東大學基礎醫學院孫金鵬教授研究團隊與浙江大學張巖教授團隊、中國科學院上海藥物研究所徐華強研究員團隊精誠合作,在Nature在線發表了題為「Structures of glucocorticoid-bound adhesion receptor GPR97-Go complex」最新的研究成果。

研究人員首次發現了糖皮質激素的高親和力膜受體,並通過單顆粒冷凍電鏡技術解析了黏附類GPCR家族中GPR97在糖皮質激素的激活作用下與G蛋白的複合物結構,從而在原子解析度上詳細闡釋了糖皮質激素如何和膜受體作用,激活該受體,並與G蛋白偶聯的清晰過程。該成果無論是對於糖皮質激素膜受體功能研究還是黏附類GPCR的激活機制理解都起到了很重要的推動和示範作用。

4,Annals of Neurology : 視網膜厚度可預測帕金森患者的認知功能減退

來源:MedSci梅斯

西班牙巴斯克大學的Ane Murueta-Goyena,等人探究了原發性帕金森病(iPD)患者視網膜厚度的縱向變化和PD進展的關係。統計學上,採用線性混合模型估計黃斑神經節細胞-內叢狀層複合體(GCIPL)和視網膜神經纖維層(pRNFL)厚度減少率。同時也評估基線 GCIPL 和 pRNFL 厚度與隨後認知和運動變化風險之間的關係。結果表明,可以用光學相干斷層掃描方法測量副中央窩 GCIPL 的厚度,進而來預測iPD的神經退行性變化和患者的認知功能變化情況。

5,伴有體位性低血壓的帕金森病痴呆患者,卡巴拉汀可改善其認知功能

來源:MedSci梅斯

姿位性低血壓定義為從躺著到站立時收縮壓(SBP)下降至少20mmhg 或舒張壓(DBP)下降至少10mmhg。在帕金森病(PD)中,OH的總體患病率估計為30% 。雖然隨著疾病的進展,特別是痴呆症愈發頻繁,OH的的發病率可上升到65% 。

美國辛辛那提大學的Alberto J. Espay等人探究了帕金森病痴呆(PDD)患者中,是否OH對卡巴拉汀(rivastigmine ,一種認知功能改善藥物)的認知改善功效有影響。結果表明,卡巴拉汀對伴有 OH 的 PDD 患者的認知益處更大,這或許是通過改善低血壓作用來實現。

6,Nature子刊:減肥神器,通過光遺傳學抑制飢餓感,實現減肥

來源:生物世界

近日,德州農工大學、華盛頓大學的研究團隊在 Nature 子刊 Nature Communications 雜誌發表了題為:Organ-specific, multimodal, wireless optoelectronics for high-throughput phenotyping of peripheral neural pathways 的研究論文。

研究開發了一種釐米大小的無線設備,僅需最簡單的手術植入,使用遠程射頻源進行外部控制,通過光刺激胃中迷走神經末梢,讓人產生飽腹感,從而幫助減肥。

7,中年人,每天僅運動10分鐘,可以在老年時有更健康的大腦

來源:中國生物技術網

近日,發表在《Neurology》上的一項新研究中,來自美國北卡羅來納大學教堂山分校和哥倫比亞大學歐文醫學中心領導的聯合研究團隊發現,鍛鍊身體對大腦的幫助就像對身體的幫助一樣,中年人每天進行10分鐘的體育鍛鍊就有助於減緩大腦衰老。這項前瞻性研究表明,更多的「中到高強度」身體活動對大腦具有保護作用。

8,為什麼長時間玩手機對心理健康沒有壞處?

來源:大話精神

在一項由蘭開斯特大學、巴斯大學和林肯大學的研究人員共同合作的研究中,研究人員測量了199名iPhone用戶和46名Android用戶一周內在智慧型手機上花費的時間。參與者還被問及他們的精神和身體健康狀況,並填寫臨床量表來衡量焦慮和抑鬱症狀。他們還完成了一份量表,用以衡量他們對使用智慧型手機的看法有多大問題。

令人驚訝的是,花在智慧型手機上的時間與心理健康狀況不佳無關。相反,研究發現,心理健康與參與者對自己使用智慧型手機的擔憂有關。研究結果發表在Technology, Mind, and Behavior雜誌上。

前文閱讀

1,腦科學日報:延緩衰老的「基因療法」;慢波睡眠少或加速大腦衰老

2,腦科學日報:造福患者的基因診斷;不貪杯,就健康?不存在的!

相關焦點

  • 腦科學日報:「城裡人」更容易自閉;如果手機「致命」,你還玩嗎
    2,Blood:揭示癌症腦轉移新機制!抑制凝血因子可以降低腦轉移來源:生物谷只有當癌細胞首先離開細小的血管,進入到腦組織中,才能形成腦轉移。為了促進這一步,癌細胞會影響血液凝結,來自德國癌症研究中心和海德堡大學醫院的研究人員如今在一項新的研究中能夠在小鼠身上證實這一點。
  • 科學家實現成年果蠅中運動控制迴路的重建
    科學家實現成年果蠅中運動控制迴路的重建 作者:小柯機器人 發布時間:2021/1/5 14:58:32 近日,美國哈佛醫學院Wei-Chung Allen Lee及其研究組通過使用自動化透射電鏡
  • 腦科學日報:神經網絡如何識別和編碼性別?墮胎藥可延長果蠅壽命
    先前研究表明,該基因的特定突變會引發神經系統缺陷,從而導致大腦中髓磷脂的缺乏,降低運動技能和智力敏銳度。Hu團隊的研究發現,TMEM106B突變阻止了該基因調節溶酶體內部的pH值和溶酶體本身的移動,從而抑制了少突膠質細胞構建緊密髓鞘層的能力,在髓鞘中造成了缺陷。5,BMC Biol:大腦維持正常功能到底需要多少氧氣?
  • 《科學》雜誌:蒼蠅也有智力 會「三思而後行」
    中國網5月26日訊,西班牙《世界報》5月23日報導,蒼蠅在要作出重要決定時,會花時間來收集和分析信息。像人類一樣,它們會試圖做出正確的選擇,儘量避免錯誤的發生。發表在《科學》雜誌上的新發現表明,這些小昆蟲(果蠅)確實有一定程度的智力。
  • 腦科學日報|睡眠不足導致「智力下降」,原來是突觸被影響了
    近日,腦科學的一項重磅研究登上Science:德克薩斯大學西南分校的一個研究小組首次成功地向鳥類的大腦植入了記憶,讓鳥類在無教導的情況下學會新曲調。相關論文發表在《科學》(Science) 期刊,研究人員詳細介紹了他們是如何將基因插入鳥類大腦中與歌曲學習相關的特定神經元中的。這些基因使研究人員能夠利用光 「激活」 神經元。
  • 腦科學日報:調控大腦尺寸的基因;孕婦為什麼吃的多?
    這一人體組織篩選技術可鑑定涉及大腦大小控制的小頭畸形基因和機制。該研究發現 YTHDF3 與乳腺癌腦轉移密切相關,YTHDF3 通過增強 m6A 富集的 mRNA 的翻譯,從而促進癌細胞 - 腦微環境的相互作用和腫瘤腦轉移的發生。
  • 腦科學日報:為何修復大腦損傷這麼難?嚴重營養不良的神經性厭食
    1,《科學》:新研究繪製出大腦皮層中的抑制性神經元迴路的發育圖譜來源:生物谷在一項新的研究中,來自德國馬克斯-普朗克大腦研究所的研究人員繪製了抑制性神經元迴路的發育圖譜,並報告發現了獨特的迴路形成原理。他們的發現使得科學家們能夠監測神經元網絡結構隨時間的變化,從而捕捉到個體成長和適應環境的時刻。
  • 腦科學日報|為什麼有些多動症孩子長大後能緩解,而有些卻不能?
    全世界有近1%的人患精神分裂症,精神分裂症是全球範圍內使人失能的十大原因之一。中國精神分裂症患者人數,隨數據來源不同而有較大差異。據2018年《健康時報》引用中國疾控中心精神衛生中心數據顯示,精神分裂症患者人數超過640萬。
  • 腦科學日報:蝙蝠導航的認知地圖證據;自供電的仿生聚合物支架
    4,上海交大Small:自供電的仿生聚合物支架,可增強運動恢復能力和神經功能來源:奇物論壓電材料可以通過機械刺激產生電能,因此可以促進電活性組織的癒合,成為治療外傷性周圍神經損傷的一種有前途的治療方法。
  • 腦科學日報|基因組對壽命的影響;聞氣味也可以讓你變胖
    此項研究在果蠅模型中篩選到許多壽命相關的候選基因,成功量化了果蠅基因組的壽命變化,並表明在不同性別和環境中,壽命的變化可能是由可變的等位基因效應所維持的,為了解人類衰老和保護老年人健康提供有價值的見解。
  • 腦科學日報:免疫細胞可塑造大腦的神經迴路;莫扎特音樂的益處
    近日,中國科學院深圳先進技術研究院合成生物學研究所、深圳合成生物學創新研究院的陳業研究員,就在發展釀酒酵母轉錄調控元件定量設計基礎上,首次實現了真核生物中基因迴路的自動化設計,並實現了大規模基因迴路長時間(包含 11 個轉錄因子,大於兩周時間)的穩定狀態切換和動態過程預測。相關研究發表在《自然 • 微生物學》。
  • 腦科學日報|最新文章總結:咖啡因對神經精神疾病的治療意義
    3,Nat Neurosci:獨特的指紋印記或讓神經細胞變得與眾不同來源:生物穀日前,一項刊登在國際雜誌Nature Neuroscience上的研究報告中,來自巴塞爾大學的科學家們通過研究發現,選擇性剪接過程所產生的蛋白質變異體或能控制大腦中神經細胞的特性和功能,這就使得有機體能夠利用有限數量的基因來構建一個高度複雜的神經網絡。
  • Cell:首次繪製出果蠅全腦神經圖譜
    2017年7月16日/生物谷BIOON/---相比於人大腦中的幾十億個神經元,黑腹果蠅(Drosophila melanogaster)的大腦含有大約25萬個神經元。然而,利用當前可獲得的工具鑑定出產生簡單和複雜的行為(如行走、跳步和求偶)的神經元迴路在果蠅中是比較困難的。
  • 果蠅的答案:碰到好吃的,人為什麼會停不住嘴
    浙江大學生命科學研究院的博士生楊哲在果蠅世界觀察到了這一現象,他順藤摸瓜,在果蠅體內發現了一束感受鮮味的神經,從腸道直通大腦。原來,果蠅也能嘗鮮,並且它的「味蕾」在腸子裡。大熊貓不識「肉」味  科學家為什麼要關心果蠅的味覺,原因之一是:味覺是我們理解大腦的一把鑰匙。杜克大學-新加坡國立大學醫學院腦科學家謝伯讓寫過一本《大腦簡史》,他在書中說,大自然的生物在覓食、逃命、繁衍的過程中,味覺是化學偵測能力的重要方面。
  • 腦科學日報:控制飲水行為的神經元;為什麼有些朋友的支持更多?
    近日,《Nature》雜誌發表了日本理研腦科學中心Thomas J.關於其醫學意義,通過此研究可以推理如果增強CB1的功能,很有可能會改善厭食症的症狀以及其他疾病帶來的食慾下降的現象,反之,可以通過抑制饑渴感而達到減肥的效果。
  • 腦科學日報|大腦老化的指標;社交焦慮障礙患者的人格特徵
    1,看大腦有沒有老化?5,ECT 治療抑鬱障礙:功能改善和殘餘症狀的神經影像學來源:精神時間抑鬱障礙患者多伴有腦結構和功能缺陷,電休克療法(electroconvulsive therapy,ECT)可通過改善腦結構可塑性和重建腦區間正常功能連接進以緩解患者抑鬱症狀
  • 腦科學日報|Cell 子刊:不僅助眠,白噪音還可以改善聽力
    6,精液中的這種分子,讓雌性果蠅記憶力更強來源:環球科學性肽(sex peptide)是一種附著於果蠅精子上的分子,在果蠅的性交過程中,隨著精液進入雌性體內。此前的研究已經發現,性肽作用於與生殖道相連的神經元後,會導致雌性果蠅的行為發生一系列變化,例如進食慾望更高、拒絕其他雄性果蠅。在一項發表於《科學·進展》的新研究中,來自法國的研究團隊發現,這種分子不僅影響了上述行為,還作用於腦部相應的神經元,改變了雌性果蠅的長期記憶。對於果蠅來說,這項行為的意義在於,雌性果蠅產卵時的安全性提高了。
  • 腦科學日報|為什麼胖的人「越吃越餓」?不用咖啡,快走也能提神
    這一研究同時證實人胚眼視網膜神經前體細胞(human Neural Progenitor Cells, hNPCs)的外泌體(hNPC-exos)富含與mNPC-exos類似的miRNAs,同樣能靶向抑制小膠質細胞TNF-α,IL-1β及COX-2的表達。2,為什麼胖子容易「越吃越餓」?
  • 小果蠅 大文章
    >  □吳昊 本報記者 王靜 人類有愛有恨,有歡喜有厭惡,兒童愛不釋手的玩具可能被成人不屑一顧。然而,這種喜好並不是人類的專利,低等動物同樣會有抉擇。成語「飛蛾撲火」詮釋了昆蟲為求光明甚至不惜犧牲,然而,昆蟲幼蟲恰恰喜歡茫茫黑暗卻往往不為人知。 近日,中國科學院生物物理研究所研究員劉力、副研究員龔哲峰等初步揭示了果蠅幼蟲中央腦的兩對神經元足以調節果蠅幼蟲對於不同光強條件的偏好行為的研究成果。這一成果日前在美國《科學》雜誌在線發表。
  • 腦科學日報:Nature發布神秘受體激活狀態結構;嗜甜的真正原因
    該工作建立了Vivo-seq這一新的技術方法,該方法整合了由刺激引起的鈣成像技術、活體小鼠的全細胞電生理記錄、單細胞mRNA測序及基於雙光子顯微成像技術的神經元形態三維重構多項技術。