修复大脑 造福人类——记暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院教授陈功及其团队

正大脑是人体最复杂、最精密的器官,交织着无数细密的血管和大约1000亿个神经元细胞,一旦脑疾病发生,神经元死亡后便很难再生,大脑功能也由此受损。脑疾病离我们并不遥远,脑中风、老年痴呆症、帕金森综合征、亨廷顿舞蹈症等都属于脑疾病的范畴。在中国,有几千万病人正承受着脑疾病带来的痛苦,而全世界的患者数量,已达到数亿。然而,即便现代医学水平发展至今,疗效显著的药物却寥寥无几。暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院教授陈功带领团队研发的革命性新技术——大脑原位神经再生技术,为脑疾病患者带来了新希望。此项技术是人类攻克脑损伤与脑疾病征途的一个重大突破,其将大脑内应激型胶质细胞,在原位直接转化为功能性神经元,从而恢复患者的行为能力,有望治疗脑损伤、脑中风、老年痴呆症和帕金森病等一系列中枢神经系统疾病。     

神经所揭示去同步化脑状态下快速视觉处理的级联放大机制

中科院上海生命科学院神经科学所姚海珊研究组研究了V1神经元的反应起始时间与脑活动状态的关系。研究发现,V1神经元的反应起始时间在去同步化状态下比同步化状态更短。为了深入研究反应起始时间提前的机制,他们使用在体膜片钳技术测量了同一个V1神经元往两种脑状态下的静息电导和视觉诱发电导,发现去同步化脑状态下的电导更高。     

端脑素在缺氧缺糖环境中对PAJU细胞的保护作用

目的:探索端脑素在缺氧缺糖环境中是否对神经元具有保护作用。方法:建立直接氧糖剥夺(OGD)神经元模型并验证OGD模型的效果;以稳定表达常量人端脑素蛋白的PAJU-TLN细胞株和具有NEO抗性的PAJU-NEO细胞株作为神经元OGD模型,分别对PAJU-TLN和PAJU-NEO细胞进行OGD处理,用流式细胞仪检测细胞凋亡率。结果:经免疫荧光检测缺氧诱导因子HIF-1a的表达证实OGD神经元模型有效,经过OGD处理后,PAJU-TLN细胞凋亡率明显较PAJU-NEO细胞降低(P0.05)。结论:端脑素在OGD环境中可以减轻OGD诱导的细胞凋亡,对于缺氧缺糖环境中的神经细胞可能具有保护作用。     

人体的奇异能力

大脑:神经元也能增殖如果长时间使用笔记本电脑,电脑会耗电生热,人脑因为活动量大,也需要许多能量。只占体重2%的脑,平均约消耗掉人体20%的能量,等于1天约消耗掉500千卡的热量。脑的高级信息处理工作由神经元负责。神经元彼此以“树突”及“轴突”连结成网络,利用电信号与神经递质交换信息。脑中高级神经元,包括数种“神经胶质细胞”。有些神经胶质细胞可将营养传给神经元;有些可扫除异物;有些则卷住神经元的轴突,成为“绝缘皮膜”,以提高信号的传递速度。大脑虽然有大约140亿个神经元,但是每天平均死去10万个以上的神经元。以前大家认为神…     

胶质细胞的功能

为了探究智力,脑神经是一个重要的研究对象。脑内神经细胞包括神经元和胶质细胞两类。以前人们认为,只有神经元突触具有可塑性,因为神经元要担负传递神经信号的重要功能。神经元之间可以通过突触进行信息传递和处理,而且这种突触的能力是可以改变的,即具有可塑性,当受到外界特异刺激时,突触的强度会增大,持续时间也会增长,这称为长时程可塑性。而在神经元周围的胶质细胞,人们过去认为,其主要功能是对神经元起到支撑和营养作用,所以,一直没有引起科学家们足够重视。但是,中国科学家段树民等人的最新研究成果显示,脑内胶质细胞突触也具有可塑…     

大脑是如何处理信息的——神经元及其模型的计算阐释

神经元作为神经系统的基本单元,提供了人类认知的基本信息功能处理机制。文章通过对神经元及其模型进行计算分析,指出了神经元内离子对刺激信息的反应,在此基础上阐释了误差驱动任务学习与BP学习法,最后文章对神经元的计算启示给出了解读。文章表明,脑认知是动态的表征,其非线性地处理认知现象,并指出计算神经科学在解读大脑处理信息上正在尝试突破,具有重要的研究意义和价值。     

神经元移植重新打开了可塑性之窗

将胚胎神经元移植到幼年小鼠的脑中可导致一个新的“关键期”的开始．在此关键期中,脑子重新恢复了其对传入的感觉性资讯的变化进行调节的不同寻常的能力。被人最深入研究的脑的可塑性的形式之一是视觉系统。在出生之后不久的一个特别的时期内．如果某只眼睛被一直捂盖着的话．脑的视觉皮层能够进行重新连接。     

侧脑室注射肾上腺髓质素激活大鼠脑内儿茶酚胺神经元

利用Fos蛋白和酪氦酸羟化酶（TH）的双重免疫组化方法,观察侧脑室注射肾上腺髓质素（ADM）对大鼠心血管相关核团中儿荼酚胺神经元c-fos表达的影响,以探讨ADM的中枢效应是否通过激活脑内儿茶酚胺能神经元而诱发,侧脑室注射ADM引起最后区（AP）,孤束核（NTS）,巨细胞旁外侧核（PGL）和蓝斑核（LC）内Fos-TH双标神经元明显增加;降钙素基因相关肽受体拮抗剂CGRP8-37（30nmol／kg）可明显减弱ADM的效应,结果表明,ADM可兴奋脑内多个心血管相关核团的神经元,其中枢效应通过激活儿茶酚胺能神经元而诱发,降钙素基因相关肽受体可能介导这一效应。     

大脑皮层维持其兴奋和抑制平衡的新策略被发现

中科院上海生科院神经所舒友生研究组朱洁、江漫、杨明坡和侯晗等通过合作发现了大脑皮层维持兴奋和抑制动态平衡的新机制,即神经元的膜电位水平可以调控反馈抑制的强度。他们在离体脑薄片上应用膜片钳技术同时记录多个皮层神经元。发现反馈性抑制受到突触前锥体神经元膜电位的调控：锥体神经元的阈下膜电位去极化（兴奋性提高）可增强其动作电位在突触后锥体神经元上引起的双突触IPSP（抑制性增强）。     

蝙蝠葛碱对AD大鼠海马神经元凋亡的影响

目的:探讨蝙蝠葛碱(DAU)对AD大鼠海马神经元凋亡的影响。方法:透射电镜观察AD大鼠海马超微结构,Western Blot检测大鼠脑Bcl-2和Bax表达。结果:与模型组比较,治疗组、DAU高、中、低剂量组Bax表达明显降低(P0.05),而Bcl-2表达明显升高(P0.05)。结论:DAU可通过调节脑Bax和Bcl-2表达来抑制神经元凋亡。     

类脑计算芯片与类脑智能机器人发展现状与思考

类脑智能是以计算建模为手段,受脑神经和人类认知行为机制启发,并通过软硬件协同实现的机器智能。类脑器件以及类脑机器人分别作为类脑智能研究的重要内容,其在类脑研究领域受到国内外学者的广泛关注。文章首先分析了类脑器件与计算系统中的类脑芯片和类脑机器人的发展现状和应用前景,重点探讨了类脑芯片在模拟人脑神经元模型和认知计算方面,以及类脑机器人在感知控制和智能生长方面的研究内容。然后,文章介绍了在中科院先导专项支持下,我国在这一方面的初步研究进展以及未来发展方向。最后,针对现有研究中遇到的问题,文章对类脑计算芯片与类脑智能机器人的进一步研究提出了建议,并指出未来研究在仿人运动模型、类人神经运动控制、人机协同的智能机器人控制等方面有望取得重大突破。     

医学诊断

W．Small开发了一项技术，揭示了人类阿兹海默症的起因。自从1906年德国医生阿兹海默从一位因精神病去世的妇女脑中发现神经元有丛丛缠结之后，全球的科学家一直在寻找这种病的早期警告标识。脑中这些类淀粉斑及缠结的不规则物质，是阿默海氏症的主要标记，它们破坏了掌管记忆和其他智能的脑结构。在65岁以上的人群中，有10％遭受阿兹海默氏症的折磨。W．Small的工作就是致力于鉴定和治疗这种疾病。     

生活习惯改变我们的大脑

正科学研究表明,人的大脑聪明与否不仅是天生的,我们后天的行为也会对大脑产生深刻的影响。"用进废退"的生物科学原则,同样适用于人脑。大脑神经细胞和其他组织器官一样,越用越能保持其充沛的活力。总不用的话,神经细胞的减少速度就会加快。神经元再生可重塑大脑关于我们的大脑,人们一直有个假设,认为我们在出生前后的几年间,大脑便具备了一生所需要的神经细胞,也称为神经元。一旦大脑内的组织结构已经形成,日后就很难有改变和塑造的余地。随着年龄的增长,这     

日发现神经干细胞脑内移动机制

<正>日本名古屋市立大学研究人员在8月29日的美国科学杂志《神经元》网络版上发表文章指出,他们在利用老鼠进行实验时,发现其脑内新产生的神经干细胞在脑内移动的机制。这一发现可能有助于开发治疗脑梗塞等脑部疾病的新     

生物物理所研究发现决定偏好行为的神经基础

中科院生物物理所刘力课题组龚哲峰副研究员等人经过将近4年的潜心研究和不懈努力,发现果蝇幼虫中央脑的两对神经元足以调节果蝇幼虫对于不同光强条件的偏好行为。通过检验神经元之间的突触位置关系并结合功能钙成像技术,他们发现,这两对神经元属于果蝇幼虫视觉信息处理通路的第三级神经元。     

美丽小世界——奇妙的脑虹技术

光学显微技术正在经历一场前所未有的变革。下面这组酷似印象派绘画的图片就是研究人员采用一种全新技术——“脑虹”技术拍摄的。即使用新型荧光标记物对老鼠脑组织样本进行基因改造,使其神经元呈现出各种清晰可辨的颜色。以便于研究人员追踪神经元在错综复杂的神经系统中的活动。     

帮助肝脏再生的蛋白质

新研究发现,一个原来已知的调节神经元存活的蛋白质看来也在肝脏修复中起重要作用。这些发现提出,名为p75NTR的蛋白质也许是控制肝脏疾病药物的一个有用的靶标。由于so-hepatocyte增殖和形成新组织的能力,肝脏能非凡地自我再生。这个过程需要肝星状细胞来产生支持肝细胞增殖的基质。     

深度学习与AI

正视觉学习行为的神经机制中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室姚海珊研究组开展了眶额叶皮层通过调节初级视皮层的反应增益促进视觉偶联学习的研究。研究论文发表于Nature Communications。通过光遗传标记技术,发现投向V1的OFC神经元通过降低放电率的方式编码奖励预期信号,与V1神经元相     

天才与大脑

古今中外,不少人相信,名人或天才的大脑肯定与常人大不一样。火脑中必然有某种东西决定一个人成为天才。例如,要么天才的大脑容量大,或者大脑表面积大,要么是他们的大脑神经元多于常人,或者是他们的大脑沟回多,皱褶深。     

日实现活体动物脑内神经细胞再生

新华社东京7月16日电日本研究人员15日在英国《自然杂志神经学专刊》网络版上报告说,他们首次在活体实验鼠脑内实现神经细胞再生。这一成果有望促进神经再生医疗研究。