脑皮层电刺激对动作学习的强度依赖性影响与多巴胺的关系 背景介绍 现今，非侵入性脑刺激技术如经颅直流电刺激（transcranial direct current stimulation, tDCS）在神经可塑性研究中被广泛应用，以调节认知和行为。然而，优化刺激协议以最大化其益处仍然是一大挑战。这需要我们更好地理解刺激如何调节大脑皮层功能及行为。尽管目前有越来越多的证据支持tDCS强度与脑兴奋性之间存在剂量反应关系，但其与行为之间的关系仍然知之甚少。更少的研究探索了可能驱动这种剂量反应关系的神经生化机制。在这项研究中，作者们研究了三种不同强度的tDCS（1 mA， 2 mA，4 mA）在动作序列学习中的效果，并评估了多巴胺在这一剂量反应关系中的作用。 研究来源 本文由Li-Ann Leow、J...

用于常温下六方氮化硼中量子相干自旋的研究报道 引言 量子网络和传感器的实现，需要固态自旋-光子接口（spin-photon interface）具备单光子产生能力和长寿命的自旋相干性，并能在可扩展的设备中集成，理想情况下，这些设备应在常温环境下操作。然而，尽管在多个候选系统中取得了快速进展，但能够在室温下保持量子相干单自旋的系统仍然非常罕见。这项研究旨在填补这一研究空白，探讨在层状范德华材料——六方氮化硼（hBN）中，实现常温环境下量子相干控制的可行性。 论文来源 这篇论文题为“A quantum coherent spin in hexagonal boron nitride at ambient conditions”，由Hannah L. Stern等人撰写，研究机构包括Cavendi...

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...

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...

视觉系统的选择性注意是如何在特定行为环境下优化感知和处理视觉信息的关键问题之一。尽管以往的研究分析了单个神经元动作电位频率在信息传递中的关键作用，但对单个神经元相对于其邻近神经网络的活动如何有效地表示和传递注意信号的理解仍然有限。本研究假设神经元相对于邻近网络的神经振荡相位（phase of neural oscillations）作为注意切换的参考框架，可能在视觉皮层中起到重要作用，并且进行了一系列实验来验证该假设。 论文来源 本文由Ehsan Aboutorabi (Schulich School of Medicine and Dentistry, Robarts Research Institute)、Sonia Baloni Ray (Indraprastha Institute ...

对《Contralateral Delay Activity and Alpha Lateralization Reflect Retinotopic and Screen-Centered Reference Frames in Visual Memory》的学术报道 引言 视觉系统以侧化的方式组织，左侧和右侧视野由对侧大脑皮层处理。这种组织方式不只适用于感知，还影响认知过程，尤其是对视觉信息的短期记忆。视觉短期记忆（VSTM）中，注意力集中于侧位位置主要调节对侧视觉皮层的活动。近年来，研究表明，视觉短期记忆的对象在对侧半球存储，多个研究显示存储量的神经指标主要在对侧半球。然而，人类频繁的眼动造成记忆对象位置的变动，尤其在眼动后，记忆是根据初始视网膜位还是根据更新的屏幕位置进行的，尚未明确...

脑科学研究新发现：靶向Broca区的背侧白质纤维束的早期侧化与语言发育的关系 研究背景 语言的发展是人类认知科学的重要研究领域之一。现有研究表明，成人大脑中的语言功能具有显著的侧化特征，即主要集中在左半球。然而，这一侧化现象在个体早期发展阶段如何形成以及其对语言能力的影响，仍未得到全面理解。例如，关于白质纤维束在儿童期的发展和其对语言功能的贡献，各研究结果并不一致。通过探讨白质结构的侧化与儿童语言能力发展的关系，可以加深我们对语言网络的生物学基础以及其功能和结构不对称性的理解。 研究来源与发表 该研究论文题为《Lateralization of dorsal fiber tract targeting Broca’s area concurs with language skills dur...

脑部血管疾病领域的新突破：小型光学相干断层扫描成像探头的临床应用 学术背景与研究动机 近年来，脑部血管疾病如脑动脉瘤、缺血性中风、动脉夹层和颅内动脉粥样硬化病（intracranial atherosclerotic disease，ICAD）的介入治疗逐渐成为首选方法。然而，当前的成像技术在空间分辨率和对比度方面存在局限，导致准确诊断和治疗监控存在一定困难。数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）、计算机断层扫描（computed tomography，CT）和磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）等常用的成像手段无法充分显示动脉壁病变、动脉瘤形态以及植入装置的详细情况。此外，术中和术后可能出现的并发症，...

小脑-橄榄体神经元群体活动编码小鼠和患者的特发性震颤频率 研究背景 特发性震颤（Essential Tremor, ET），是一种以动作震颤为主要特征的常见运动障碍，影响约20%的老年人口。震颤的频率和强度是ET的一些核心特征。然而，目前对震颤频率编码的神经机制仍然缺乏了解，致使现行的治疗方法在许多患者中效果并不理想，大约有一半的患者对目前的药物治疗没有反应，外科手术如深部脑刺激（DBS）虽然初步效果较好，但通常会产生治疗耐受。 近年来，研究表明小脑的突触修剪缺陷和攀爬纤维的过度生长会导致增强的小脑振荡和ET震颤。然而，确定震颤频率的具体神经编码机制仍不明确。这一研究空白使得对ET更有效的治疗缺乏理论依据。 论文来源 这篇论文的主要作者是Yi-Mei Wang等，研究团队主要来自Nation...

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...