阿片类药物使用障碍患者脑部结构与功能改变的多模态神经影像研究 学术背景 阿片类药物使用障碍（Opioid Use Disorder, OUD）是一种复杂的慢性疾病，对个体的生活产生多方面的负面影响，并与死亡风险增加密切相关。2021年，美国因阿片类药物过量导致的死亡人数超过8万。尽管阿片类药物使用障碍的治疗药物（如美沙酮）能够降低死亡率并改善生活质量，但关于这些药物和阿片类药物在大规模神经网络水平上的作用机制，仍存在许多未解之谜。 近年来，结构性和功能性神经影像研究开始揭示与OUD相关的神经机制。结构性MRI研究显示，OUD患者的大脑奖赏、认知和情感处理区域（如纹状体、前额叶皮层、岛叶和杏仁核）存在改变。功能性MRI（fMRI）研究则表明，OUD涉及默认模式网络、显著性网络和额顶网络的系统性...

磁共振波谱技术评估长新冠患者肌肉线粒体功能障碍的研究报告 学术背景 COVID-19 大流行对全球健康产生了深远影响，除了急性感染外，许多患者在康复后仍经历长期症状，即所谓的“长新冠”（Long COVID）或“后 COVID-19 状态”（Post–COVID-19 Condition, PCC）。这些症状包括疲劳、呼吸困难和脑雾等，严重影响了患者的生活质量。尽管已有研究表明线粒体功能障碍可能与病毒感染后的疲劳有关，但关于长新冠患者线粒体功能的体内研究仍然有限。 线粒体是细胞能量生产的主要场所，其功能障碍可能导致能量供应不足，进而引发疲劳等症状。此外，线粒体在抗病毒免疫反应中也扮演着重要角色。早期研究发现，SARS-CoV-2 病毒可以破坏线粒体的抗病毒防御机制，并干扰氧化磷酸化等关键线粒...

微型鸭嘴阀在脑积水治疗中的制造与体内测试 学术背景 脑积水（Hydrocephalus）是一种由于脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）产生与吸收失衡导致颅内脑脊液积聚的复杂病理状态。脑脊液的积聚会导致颅内压（Intracranial Pressure, ICP）升高，进而对大脑造成损害。目前，脑积水的标准治疗方法是植入分流管（Shunt），将多余的脑脊液引流至腹腔。然而，分流管在长期使用中存在较高的故障率，导致患者需要多次手术修复或更换分流管。分流管故障的主要原因包括阻塞、感染、过度引流或引流不足等。因此，开发一种更可靠、性能更优的替代方案成为当前研究的重点。 本研究提出了一种微型鸭嘴阀（Duckbill Valve），旨在模拟蛛网膜颗粒（Arachnoid Granu...

学术背景 电压成像（voltage imaging）是一种用于研究神经元活动的强大技术，但其有效性通常受到低信噪比（SNR）的限制。传统的去噪方法，如矩阵分解，对噪声和信号结构施加了严格的假设，而现有的深度学习方法未能完全捕捉电压成像数据中固有的快速动态和复杂依赖关系。为了解决这些问题，本文提出了一种名为CellMincer的新型自监督深度学习方法，专门用于去噪电压成像数据集。CellMincer通过掩码和预测短时间窗口内的稀疏像素集，并结合预计算的时空自相关来有效建模长程依赖关系，从而显著提高了去噪效果。 电压成像利用荧光报告分子（如小分子染料或基因编码的蛋白质）来测量电活性细胞的膜电位。与传统的膜片钳电生理学（patch-clamp electrophysiology, EP）相比，电压...

学术背景 杜氏肌营养不良症（Duchenne Muscular Dystrophy, DMD）是一种遗传性肌肉疾病，是日本最常见的肌营养不良类型。DMD 由 X 染色体上的 dystrophin 基因突变引起，导致肌肉纤维中缺乏或缺陷的 dystrophin 蛋白，进而引发肌肉纤维膜通透性增加、钙离子内流、活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）产生以及细胞坏死等一系列复杂事件。慢性肌肉退化导致炎症细胞持续积累，进一步加剧疾病进展。目前，DMD 的诊断主要依赖于体格检查、家族史和实验室检测，分子诊断技术如微阵列和肌肉活检也被广泛应用。然而，DMD 的病理生理机制复杂，涉及炎症、线粒体功能障碍和氧化还原状态失调等多个方面，因此，如何非侵入性地评估 DMD 患者的局部炎...

空间转录组时钟揭示脑衰老中的细胞邻近效应 学术背景 随着年龄的增长，认知功能下降和神经退行性疾病的风险显著增加。脑衰老是一个复杂的过程，伴随着许多细胞层面的变化。然而，衰老细胞如何影响邻近细胞以及这种影响如何导致组织功能衰退，目前尚不清楚。此外，现有的工具尚未能系统地解决衰老组织中的这一问题。为此，研究人员开发了一种空间分辨的单细胞转录组图谱，结合机器学习模型，揭示了衰老、再生和疾病中的空间和细胞类型特异性转录组特征。 论文来源 这篇论文由Eric D. Sun、Olivia Y. Zhou、Max Hauptschein、Nimrod Rappoport、Lucy Xu、Paloma Navarro Negredo、Ling Liu、Thomas A. Rando、James Zou和An...

海马神经元特征选择性的突触基础研究 学术背景 在神经科学中，一个核心问题是突触可塑性如何塑造行为动物中神经元的特征选择性。海马CA1锥体神经元（CA1 pyramidal neurons, CA1PNs）通过形成空间和情境选择性的感受野（place fields, PFs），展示了最显著的特征选择性之一。PFs是研究学习和记忆突触基础的模型。尽管已有多种形式的突触可塑性被提出作为PFs形成的细胞基础，但由于缺乏工具和技术挑战，我们对突触可塑性如何支持PFs形成和记忆编码的理解仍然有限。特别是，在清醒行为动物中，以单神经元分辨率可视化突触可塑性仍然是一个巨大的挑战。 为了解决这一问题，研究人员开发了一种全光学方法，用于在空间导航过程中监测单个CA1PNs在PFs诱导前后树突棘的时空调谐和突触权...

学术背景 杜氏肌营养不良症（Duchenne Muscular Dystrophy, DMD）是一种严重的X连锁隐性遗传病，主要表现为进行性肌肉萎缩，最终导致早逝。DMD的病因是编码肌营养不良蛋白（dystrophin）的基因发生突变，导致该蛋白无法正常表达。肌营养不良蛋白与肌细胞膜上的其他蛋白质共同形成肌营养不良蛋白-糖蛋白复合物（Dystrophin-Glycoprotein Complex, DGC），该复合物在细胞外基质（ECM）与细胞骨架之间起桥梁作用。尽管DGC在肌肉功能中至关重要，但其分子结构长期以来一直未被完全解析。本研究通过冷冻电镜技术（cryo-EM）解析了兔骨骼肌中DGC的天然结构，并结合生化分析揭示了其复杂的分子构型，为理解DMD的分子病理机制提供了重要线索。 论文来...

神经干细胞移植治疗慢性胸段脊髓损伤的长期临床与安全性结果 学术背景 脊髓损伤（Spinal Cord Injury, SCI）是一种严重的神经系统疾病，全球每年有数百万人因此遭受不同程度的残疾。传统的治疗方法主要集中在稳定损伤、防止进一步损伤以及通过康复手段帮助患者恢复部分功能。然而，这些方法的疗效有限，尤其是对于慢性脊髓损伤患者，功能恢复的可能性更低。近年来，神经调节和细胞疗法逐渐成为脊髓损伤治疗的新希望。其中，神经干细胞（Neural Stem Cells, NSCs）因其具有分化为多种神经细胞的潜力，被认为是一种有前景的治疗手段。 本研究旨在评估一种名为NSI-566的神经干细胞在慢性胸段脊髓损伤患者中的长期安全性和临床效果。NSI-566是一种从人类胎儿脊髓中提取的神经干细胞系，已被...

早产儿肠道微生物群与脑病的关系：一项综合性研究 学术背景 早产（出生时妊娠不足37周）是全球范围内影响约10%妊娠的常见问题。早产儿面临脑发育异常的风险，这种异常被称为早产脑病（Encephalopathy of Prematurity, EOP），可能导致脑瘫、神经发育障碍、自闭症和精神病等严重后果。目前，EOP尚无有效治疗方法，部分原因是早产与脑发育异常之间的机制尚未完全阐明。 在妊娠的第二和第三阶段，脑发育处于关键时期。早产及其伴随的暴露和疾病可能对发育中的大脑造成损伤和发育不良，导致区域性脑生长异常、弥漫性白质病变、皮质和深部灰质（Deep Gray Matter, DGM）发育异常以及结构连接异常。这些EOP的特征在新生儿期的结构性和扩散性磁共振成像（MRI）中可见，并且与随后的神...