腦科學日報:什麼讓記憶如此詳細和持久?先有大腦還是先有睡眠?

2021-01-20 騰訊網

1，Nature | 紀如榮團隊報導STING感知疼痛的機理

來源：BioArt

固有免疫系統調節因子STING在感應自身來源和外界病原體來源的DNA中起到關鍵性作用。STING感應到異常DNA信號後，可以啟動一型幹擾素（IFN-I）信號系統，誘導特定細胞因子分泌，從而促進免疫細胞依賴的病原體和腫瘤細胞的清除。

1月13日，來自美國杜克大學的紀如榮研究組在Nature雜誌上發表了一篇題為「STING controls nociception via type I interferon signalling in sensory neurons」的研究型文章，發現STING可以通過外周感覺神經元的一型幹擾素信號通路感知和調節疼痛。在小鼠和恆河猴的脊椎中注射STING激動劑，可以起到明顯的疼痛感知遲鈍現象，而這一現象是通過一型幹擾素信號實現的，即一型幹擾素信號可以顯著抑制小鼠，恆河猴和人類感覺神經元的活化。作者的這一項工作證實STING-一型幹擾素信號軸是機體疼痛感知的關鍵性調節因素，並且也很可能是治療和緩解慢性疼痛的靶點之一。

2，是什麼讓記憶如此詳細和持久

來源：生物通

幾十年來，科學家們一直無法理解「深刻記憶」這種物質。布里斯托大學領導的研究在理解記憶如何能夠如此清晰和持久而不被混淆方面取得了突破。研究小組首次揭示了來自表達鈣結合蛋白Parvalbumin（小白蛋白）和生長抑素的神經元兩種不同類型的抑制性連接也可以改變並增加它們的強度，就像興奮性連接一樣。此外，計算模型顯示這種抑制性學習能使海馬穩定興奮性連接強度的變化，從而防止幹擾信息幹擾記憶。

發表在《Nature Communications》上的這項研究描述的新發現的大腦學習機制，可以穩定記憶並減少記憶之間的幹擾。它的發現也為人類如何形成期望和對未來可能發生的事情做出準確預測提供了新的見解。

3，萬誼松組揭示Th17細胞兩面性分化新機制

來源：小柯生命

1月9日， 美國北卡羅來納大學教堂山分校微生物與免疫系萬誼松教授團隊在Immunity上發表了文章——The TGF-b superfamily cytokine Activin-A is induced during autoimmune neuroinflammation and drives pathogenic Th17 cell differentiation。

課題組在此項工作中，1）發現T細胞自反饋的Activin-A-ALK4信號特異性促進致病性Th17的分化和神經系統炎症。2）首次提出TGFb超家族通路分別控制致病性 vs 非致病性Th17的分子機制。3）揭示了ERK信號在誘導致病性Th17細胞中的重要作用。

4，模仿人腦視覺處理，助力神經網絡應對對抗性樣本

來源：混沌巡洋艦

VOneBlock 體系結構，VOneBlock 是一種模仿初級視覺皮層功能的神經網絡結構

創建能夠抵禦敵對攻擊的人工智慧系統，已經成為一個活躍的研究領域和人工智慧會議的熱門話題。在計算機視覺中，保護深度學習系統免受對抗性攻擊的一個有趣的方法是應用神經科學的發現來縮小神經網絡和哺乳動物視覺系統之間的差距。麻省理工學院(MIT)和 MIT-ibm 沃森人工智慧實驗室(Watson AI Lab)的研究人員利用這種方法發現，將哺乳動物視覺皮層的特徵直接映射到深層神經網絡，可以創建出行為更可預測、更能抵禦對抗性樣本的 AI 系統。在 bioRxiv 預印本伺服器上發表的一篇論文中，研究人員介紹了 VOneNet，一種結合了當前深度學習技術和神經科學啟發的神經網絡的架構。

5，Science子刊解謎：先有的大腦，還是先有的睡眠？

來源：中國生物技術網

小到線蟲、節肢動物，甚至是無腦動物水母，大到包括我們人類在內的哺乳動物，睡眠行為廣泛存在於動物世界中。有一個燒腦的問題也隨之而來，即：到底是先有的大腦，還是先有的睡眠？近日，發表在《Science Advances》上的一項研究中，來自日本九州大學和韓國國立蔚山科學技術院領導的研究團隊通過對原始水生生物的研究，或許找到了這一問題的答案。

這項新研究表明，這些微小的動物儘管沒有大腦也能進入睡眠樣狀態。這讓我們又進一步了解了很多動物是如何進化出睡眠需求和能力的。更重要的是，研究人員發現，導致人類昏昏欲睡的化學物質對普通水螅也有同樣的影響，這表明不同物種之間存在著生物學聯繫，儘管我們之間存在著巨大差異。

6，青少年抑鬱可能導致成年疾病及過早死亡

來源：精神時間

研究表明，早發性抑鬱症與較差的健康結局有關。尚不清楚該疾病與特定軀體疾病和過早死亡相關的程度，以及在控制了精神共病後，這種相關性是否仍然存在。為此，來自瑞典卡羅林斯卡醫學院流行病與統計學部門的 Sarah E. Bergen 博士和同事進行了相關研究，以量化青少年抑鬱症與隨後診斷出的許多軀體疾病和死亡率的關聯。研究結果於近日發表在 JAMA Psychiatry。

研究者認為，在這項瑞典人口隊列研究中，即使在控制了其他精神疾病之後，在青少年時期被診斷為抑鬱症的患者似乎也面臨著許多軀體疾病和死亡風險的增加。這些發現表明，在診治青年抑鬱症時應考慮其他軀體和精神疾病。但是仍需要更多的證據來確定青少年抑鬱症是否會導致不良的健康結果，或探明二者之間的共同原因。

7，「公道自在人心」的社會計算實驗研究

來源：北師大自我研究組

從心理學研究的角度來講，分類相似性的確是一個熱門的話題。主流的假設是，人們的大腦生來就具有分類的功能，但2021年1月12日發表在「Nature Communications」上的一項研究提出了一種全新的解釋。該研究由賓夕法尼亞大學安嫩伯格傳播學院的網絡動力學小組(NDG）完成。他們通過針對人們分類不熟悉形狀的過程進行研究，結果發現，個人和小群體創建了許多不同的獨特分類系統，而大群體則創建了幾乎彼此相同的系統。

結果表明，大型社會網絡中的交流有助於過濾認知和詞彙多樣性，從而促進相似類別系統在不同社區中的可複製發展。重要的是，該研究觀察到團體大小誘導的類別收斂對於任意的、新穎的、缺乏預先存在的客觀邊界的刺激連續體，而一些數學模型假設明確的客觀邊界對於詞彙出現時產生穩定的收斂動力學是必不可少的。研究者期望未來的研究可以擴展到研究種群動態如何在具有客觀真實條件的領域中提高類別系統的穩定性和準確性。

8，GenomePaint：一種新型「動態繪製」腫瘤基因組的視像軟體

來源：小柯生命

1月12日，《癌細胞》雜誌發表了美國聖裘德兒童研究醫院計算生物學家開發的GenomePaint的網絡視像軟體，通過癌症案例分析, 展現GenomePain對尋找致癌突變基因的功能。GenomePaint幫助研究人員捕獲和分析整個基因組，整個外顯子組，轉錄組和表觀基因組腫瘤測序數據中的聯繫。用戶可以通過視像和數據整合個體腫瘤，腫瘤亞型或患者隊列的不同類型的基因組數據。它能引導科研及臨床專家在分子水平上更好地理解癌症如何開始，擴散和抵抗治療, 有助於努力開發更有效的治療方法，包括精準藥物。

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