可编程拓扑光子芯片的研究进展 研究背景 近年来，拓扑绝缘体（Topological Insulators, TI）在物理学界引起了极大的关注，其丰富的物理机制和拓扑边界模式的潜在应用使得这一领域迅速发展。自量子霍尔效应（Quantum Hall Effect）的发现以来，拓扑相（Topological Phase）的研究经历了巨大的进步，涉及到维度性、对称性、非厄米性以及缺陷等多方面的内容。当拓扑学与光子学相遇时，拓扑光子学领域迅速崛起，成为一个独立的研究方向，革命性地推动了光学科学和技术的发展。拓扑光子学系统提供了噪声小、晶格几何约束少、光学材料多样性大、光学设备可控性高以及广泛适用的非线性光学效应等诸多优势。 研究问题 尽管拓扑光子设备展现了大量的拓扑现象及其实用性的潜在应用，例如拓扑光...
液晶病毒中的手性传递研究 手性（chirality）是自然界中普遍存在的现象，并且在生物学、化学、物理学和材料科学等多个领域具有重要影响。然而，从纳米尺度的构建块到宏观的螺旋结构的手性传递机制仍然是一个未解之谜。在这篇研究中，作者通过研究细丝状病毒在手性液晶相中的自组装，揭示了手性传递的关键机制。作者深入探讨了电荷表面模式和病毒主链的螺旋变形如何共同作用，形成病毒液晶相的螺旋结构。 研究背景 液晶相中的手性传递在许多领域都具有重要性。例如，从具有不对称碳原子的手性分子到有序螺旋超结构和手性块体装置，理解和控制手性传播对于生物学、化学、物理学以及纳米技术和材料科学等领域至关重要。尤其是被称为“胆甾相”的液晶相，更是手性组装的典型代表。在广泛的技术应用如显示器行业到智能窗户中，胆甾相结构也是生物...
Alzheimer 病中斑块和小胶质细胞糖基化的独特模式 研究背景 阿尔茨海默病（AD）是最常见的痴呆类型，并且是一种毁灭性的神经退行性疾病。AD 的特征包括两种病理特征：细胞外的 β-淀粉样蛋白（Aβ）斑块和细胞内磷酸化Tau神经原纤维缠结（NFT）包涵体。在AD的病理中，小胶质细胞的失调也是一个关键特征。正常情况下，小胶质细胞会修剪突触、监视大脑的稳态威胁并清除细胞碎片。然而，在AD中，小胶质细胞会对病理性的聚集物作出反应，改变吞噬作用和细胞因子的分泌，这些因素可能对神经病理产生积极和消极的影响。 研究目的 本研究旨在用新的组合组织学技术，描述在经过尸检确诊的AD患者的脑组织中，O-和N-连接的唾液酸（SA）修饰的糖基化景观。唾液酸修饰的糖基（唾液酸化的糖基）在细胞间相互作用、细胞迁移、...
脑淀粉样血管病（CAA）与微血管紧密连接蛋白Claudin-5水平研究 背景介绍 脑淀粉样血管病（CAA）是一种由淀粉样蛋白β（Amyloid-β, Aβ）在脑血管中沉积引起的疾病。研究表明，大约23%的55岁以上老年人中存在中度到重度的CAA。CAA可能导致认知障碍和脑内出血（ICH），但目前仍不清楚是什么分子机制使得某些患者的血管更易破裂。血脑屏障（BBB）功能障碍与CAA及CAA相关的ICH有联系。而Claudin-5是一种紧密连接蛋白，在调节BBB渗透性中起关键作用。因此，作者假设在CAA中Claudin-5下降可能与BBB的失能相关，从而导致ICH的发生。 论文来源 这篇研究文章由以下作者团队完成：Lieke Jäkel, Kiki K. W. J. Claassen, Anna ...
阿尔茨海默病中的神经成像和分子标记：数据驱动的meta分析 研究背景 阿尔茨海默病（Alzheimer’s Disease, AD）是一种慢性神经退行性疾病，主要特征是渐进性的记忆丧失和认知障碍，成为目前最常见的痴呆类型。神经元丧失作为AD的主要标志之一，与灰质萎缩密切相关。基于结构磁共振成像（Structural Magnetic Resonance Imaging, sMRI）对脑部形态的研究，是筛查与体内诊断AD的重要手段之一。灰质体积（Gray Matter Volume, GMV）和皮层厚度（Cortical Thickness, CT）是基于sMRI图像的最常用测量指标，从不同角度反映病理变化。然而，由于单一研究中样本量较小，一直以来对AD标准萎缩图谱尚未达成一致。 研究动机与问...
外侧臂桥核谷氨酸能神经元中的钠泄漏通道帮助维持七氟醚麻醉下的呼吸频率 背景介绍 呼吸是维持生命活动的核心功能。全身麻醉剂和/或阿片类药物通常会抑制呼吸功能。然而，静脉麻醉剂丙泊酚引起的呼吸抑制更为严重，但其分子机制尚未完全阐明。因此，研究全身麻醉剂对呼吸功能的影响具有重要意义。这项研究探讨了侧脑桥核 (lateral parabrachial nucleus, PBL) 中的谷氨酸能神经元在七氟醚麻醉下对呼吸频率的调节作用。 研究来源 本文由Lin Wu、Donghang Zhang、Yujie Wu、Jin Liu、Jingyao Jiang和Cheng Zhou等六位科学家撰写，隶属于四川大学华西医院麻醉科和国家-地方联合工程研究中心麻醉转化医学实验室。论文于2024年1月15日被《Ne...
小鼠特定眶额皮层神经元输入和输出的全脑图谱 小鼠的大脑研究一直是神经科学中的重要课题，尤其是对眶额皮质（orbitofrontal cortex，ORB）的研究。ORB在奖赏处理、决策制定、行为灵活性及情绪调节中扮演着关键角色。近年来，发现ORB的功能障碍常与多种精神和神经系统疾病有关，例如抑郁症、强迫症和物质使用障碍。通过对ORB的研究，科学家们希望更深入地理解其在正常和病理状态下的功能。 本文由中心作者Yijie Zhang、Wen Zhang、Lizhao Wang等撰写，并由其所在的中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心、复旦大学脑科学与脑启发智能技术研究中心、华中科技大学苏州脑图学研究院等机构研究人员共同完成。该研究发表于2023年12月的《Neurosci. Bull.》。 研究...
论文背景及研究动机 酒精滥用是一个全球性的健康问题，影响了超过8%的男性人口。长期的酒精暴露会改变大脑内部神经元和突触的稳态，导致各种精神障碍和认知缺陷，尤其是运动学习方面的问题。以往的研究表明，酒精滥用引起的神经元衰退和突触损失严重影响了脑皮层和皮层下的功能。此外，研究还发现除了神经元，神经胶质细胞也在酒精的影响下发生了显著变化。已有文献中提到酒精滥用引起的微胶质信号传导改变和少突胶质细胞谱系分化受损问题，但有关神经元和胶质细胞活动变化的体内证据仍然不足。 本研究旨在通过设立慢性酒精暴露的小鼠模型，利用持续的跑步机训练和体内成像技术，探讨运动训练在恢复皮质神经元和星形胶质细胞功能方面的作用。这一研究期望揭示运动训练在改善因酒精暴露引起的运动学习缺陷和碱 性突触形成方面的潜力，从而为酒精滥用...
背景介绍 大脑由不同亚型的神经元组成，这些神经元通过局部和长程突触连接形成复杂的神经网络。理解这些神经元网络的功能需要了解其连接模式（projectome）和神经动态（neuronal dynamics）。尽管在介观连接组学和细胞分辨率功能成像技术的发展使得揭示不同脑区神经元的结构组织或功能成为可能，但获得同一神经元的神经活动和全脑连接组仍然是一个挑战，特别是对于皮质下脑区的神经元。 来源介绍 本文由Xiang Li、Yun Du、Jiang-Feng Huang等多个研究团队的成员共同撰写，分别来自Huazhong University of Science and Technology，Chinese Academy of Sciences等机构，论文于2024年1月发表于《Neuros...
丘脑Reuniens核谷氨酸能神经元通过5-HT2B受体介导小鼠结直肠内脏痛 背景介绍 肠易激综合征（IBS）是一种常见的功能性肠道疾病，其特征是腹痛和内脏高反应。减轻内脏高敏感性是有效解除IBS患者腹痛的关键。然而，关于其具体机制仍未完全清楚。越来越多的证据表明，丘脑Reuniens核（Re）和5-羟色胺（5-HT）神经递质系统在结直肠内脏痛的发展中起重要作用，但是具体机制尚不明确。新生期母婴分离（NMD）小鼠模型展示了内脏高敏感性，并发现Re区域的谷氨酸能神经元在处理结直肠内脏痛时发挥了关键作用。 论文来源 本文由Di Li、Han Du、Shu-Ting Qu、Jing-Lai Wu、Yong-Chang Li、Qi-Ya Xu、Xia Chen、Xiao-Xuan Dai、Ji-Ti...