本研究围绕神经退行性疾病的一个关键问题：血脑脊髓屏障（BSCB）的破坏是否足以引发神经退行性疾病。血脑脊髓屏障的破坏是多种神经系统疾病的一个显著特征，包括阿尔茨海默病、肌萎缩侧索硬化症（ALS）、多发性硬化症、创伤性脑和脊髓损伤、卒中和神经性疼痛等。然而，目前尚不清楚BSCB的受损是否能单独引发这些病理变化。此外，限制BSCB过度通透性的治疗策略仍然十分有限。 论文来源 本文是由Jeremy M. Sullivan等人撰写，并发表于2024年5月22日的《Science Translational Medicine》期刊上，题为“在内皮细胞中具有增益功能的TRPV4突变导致血脑脊髓屏障的破坏和小鼠中的运动神经元退化”。 本文是由多名研究者共同撰写，他们分别来自约翰霍普金斯大学医学院、罗德岛大...
闭环光遗传学神经调控实现高保真抗疲劳肌肉控制 背景介绍 骨骼肌是动物和人类几乎所有运动的生物执行器。然而，在多种神经系统条件下，中枢神经系统与神经肌肉组件之间的通信通道被切断，从而导致运动障碍如瘫痪。神经假肢(NP)可以通过人工刺激传递精确命令来替代缺失的神经输入，以恢复肌肉功能。然而，现有的功能性电刺激(FES)由于其非生理性的肌肉单位募集机制，难以准确调节肌肉力量，并表现出快速疲劳。这迫使研究人员寻找新的刺激方式，以提供可靠的长时间渐进肌肉调节。 近年来，功能性光遗传刺激(FOS)作为一种将光用于遗传修饰神经细胞的技术，展现出了按序募集运动单元的潜力，为神经假肢提供了一种新的神经调节策略。然而，刺激参数与力生成之间的关系仍不清楚，亟需研究。 论文来源 本论文由Guillermo Herr...
同步记录高达百万个神经元的皮层动态揭示神经元数量与维度性无界缩放 文章简介 这篇题为《同步记录高达百万个神经元的皮层动态揭示神经元数量与维度性无界缩放》的科学报告发表于《Neuron》期刊（112卷，第1694–1709页），由Jason Manley, Sihao Lu, Kevin Barber, Jeffrey Demas, Hyewon Kim, David Meyer, Francisca Martínez Traub 和 Alipasha Vaziri撰写。文章发布于2024年5月15日，是由Rockefeller University和The Kavli Neural Systems Institute联合研究的成果。这项研究深入探讨了神经元动态的维度性与神经元数量的关系，以及...
功能性超声成像在研究人体脊髓中的应用 背景介绍 脊髓是神经系统中的重要感知运动整合中心，负责监控全身各部分的运动学和姿势。由于外伤或疾病引起的脊髓信息流中断，可能导致一系列不良后果，如反射活动增强、慢性疼痛、运动或感觉功能部分或完全丧失、排便/排尿功能障碍等。尽管脊髓在感知、运动和自主功能中的重要性，关于其功能架构的研究仍然较少。目前，功能性脑成像技术（如fMRI和立体电极皮层电图）在脑科学研究中广泛应用，但在脊髓研究中应用有限。自20世纪90年代末，功能性磁共振成像（fMRI）被引入到脊髓研究领域以来，尽管有少量研究揭示了脊髓的功能组织，但成像技术上的挑战（如脊髓横截面积小、磁场不均匀性和运动伪影）限制了其进展。 功能性超声成像（Functional Ultrasound Imaging,...
背景介绍 嗜酸性氨基丁酸（GABA）是大脑中主要的抑制性神经递质，通过两种不同的模式——短暂性的（phasic）和持续性的（tonic）——调节神经元的活动性和可塑性。然而，关于GABA在神经胶质细胞中的传递机制和生理功能仍然理解有限。胶质细胞，特别是星形胶质细胞，能够通过释放神经胶质递质（如GABA、谷氨酸、D-丝氨酸和ATP）来调节突触稳态和调控行为。然而，尽管有研究表明神经胶质细胞能够合成和释放GABA以维持神经兴奋-抑制平衡等功能，但对其具体机制的理解依旧不完善。 为了进一步探讨这一问题，本研究选择了模式生物线虫（Caenorhabditis elegans），其神经系统由仅302个神经元和56个胶质细胞组成，与哺乳动物的胶质细胞在起源、发育、形态和功能上有相似之处。研究聚焦于线虫的...
糖皮质激素通过调节ZBTB16表达改变人类皮质神经发生 背景介绍 在妊娠期间，糖皮质激素（glucocorticoids, GCs）是中枢神经系统（central nervous system, CNS）发育过程中至关重要的类固醇激素。GCs能调节胎儿器官的发育，尤其是肺和大脑。然而，当GCs水平超出生理范围或时间窗口，如因合成糖皮质激素(synthetic GCs, sGCs)的治疗使用或母体内分泌及压力相关疾病导致，将会对胎儿发育产生影响。此外，母体压力和抑郁症会减少胎盘对皮质醇的代谢，合成糖皮质激素如倍他米松和地塞米松亦能容易穿过胎盘，增加胎儿的暴露水平。因此，针对高风险早产的妊娠，常从怀孕第22到33周间使用sGCs来促进胎儿肺的成熟，从而提高存活率。 临床和社会对于孕期GCs使用的...
星形胶质细胞分泌的Neurocan控制抑制性突触形成和功能 近年来，大脑中神经元与神经胶质细胞互动在突触形成和功能维持中的作用成为了神经科学研究的热点。本文由杜克大学医学中心的Dolores Irala等人发表在2024年5月的《Neuron》期刊上，揭示了神经胶质细胞如何通过分泌Neurocan C-末端片段控制特定类型的抑制性GABAergic突触的形成和功能。 背景 在哺乳动物大脑皮质中，80%的神经元是谷氨酸能（兴奋性）锥体神经元，20%是γ-氨基丁酸能（抑制性）中间神经元。中间神经元根据其形态学、转录组学和电生理特性可分为三大类：生长抑素（SST）、蛋白质酸缓冲剂（PV）和5-羟色胺受体3A（HTR3A）。尽管神经胶质细胞在突触形成中起重要作用，之前的研究已鉴定出多种神经胶质细胞分...
p-tau217与阿尔茨海默症神经变性的相关性及靶向p-tau217免疫疗法对小鼠tau蛋白病的缓解作用 引言 神经元的丧失是阿尔茨海默症（Alzheimer’s Disease，AD）的核心问题，然而至今尚无疗法能够阻止AD相关的神经退行性变。tau是一种微管相关蛋白，主要在神经元中表达，调节微管聚合和稳定性。在中枢神经系统中，tau异常聚集是包括阿尔茨海默症在内的多种神经退行性病症（tauopathies）的病理标志。尽管tau被认为在AD相关神经变性中发挥重要作用，但具体的形式和机制一直未明。 近日，Zhang等人发表于Neuron的一项研究中报告了他们针对人类tau蛋白217位点磷酸化（p-tau217）开发了一种单克隆抗体（mAb2a7），并观察到p-tau217水平与AD患者脑萎...
突触膜胶质调节缺血性中风再灌注并避免无效再通 背景介绍 缺血性中风（Ischemic Stroke）是由脑供血动脉的突然阻塞引起的，每年在全球范围内导致数百万人致残和死亡。当前的缺血性中风治疗主要通过静脉血栓溶解或机械血栓切除，或两者结合来恢复血流。然而，尽管及时和成功地打通阻塞的血管，许多患者却没有显著的临床改善。这种现象被称为“无效再通”（Futile Recanalization）。有效的血管再通是恢复脑部血流的基础，但包括远端血栓分解、周细胞收缩或中性粒细胞堵塞毛细血管在内的多个过程可能会阻碍缺血脑区的再灌注，进而导致“无效再通”。 突触膜胶质血管（Leptomeningeal Collaterals，以下简称LMCs）是连接大脑中动脉（MCA）终末分支与前大脑动脉（ACA）和后大脑...
阿尔茨海默症诊断的多模板元信息正则化网络：基于结构磁共振成像的研究 研究背景 阿尔茨海默症（Alzheimer’s Disease, AD）是一种渐进性神经退行性疾病，其诊断和早期检测是医疗领域的重要挑战。结构磁共振成像（Structural MRI, sMRI）因其能够提供详细的大脑形态学模式和解剖特征，已广泛应用于计算机辅助的阿尔茨海默症诊断。尽管之前的研究验证了结合元数据（如年龄、性别和教育年限）对sMRI进行AD诊断的有效性，但现有方法主要关注于元数据与AD的相关性或混杂效应，如性别偏差和正常老化问题，难以充分挖掘元数据对AD诊断的影响。为了解决这些问题，该研究构建了一种新颖的多模板元信息正则化网络（Multi-template Meta-information Regularize...