癌症是全球关注的重要公共健康问题，其复杂的病理过程和多样的表现形式一直是研究的热点。许多研究已表明，酸碱平衡失调在癌症的发生和发展中起关键作用，但背后的机制尚未完全明了。在这篇题为《Acid–base homeostasis and implications to the phenotypic behaviors of cancer》的研究中，作者从系统生物学的角度出发，探讨了酸碱平衡与癌症表型行为之间的关系。 研究背景 酸碱平衡（acid-base homeostasis）是所有活细胞维持正常生理功能的重要特性。如果细胞内的pH值（简称phi）和细胞外的pH值（简称phe）长期失调，将会引发各种疾病。在这项研究中，作者旨在通过计算模型及转录组数据分析，解释癌症组织细胞内的pH值为何会呈碱性...
蛋白质结构预测：挑战、进展及研究范式的变化 蛋白质结构预测是一个吸引了生物化学、医学、物理学、数学和计算机科学等多个领域研究者的重要跨学科研究课题。研究者们采取了多种研究范式去解决同一个结构预测问题：生物化学家和物理学家试图揭示蛋白质折叠的原理；数学家，尤其是统计学家，通常从假设给定目标序列的蛋白质结构概率分布开始，然后找到最可能的结构；而计算机科学家将蛋白质结构预测视为一个优化问题——寻找具有最低能量的结构构象或最小化预测结构与天然结构之间的差异。最近，深度学习在蛋白质结构预测中也取得了巨大成功。在这篇综述中，本文呈现了一项对蛋白质结构预测努力的调查。我们比较了不同领域研究者采用的研究范式，重点是深度学习时代研究范式的转变。 作者简介及论文出处 本文由Bin Huang, Lupeng K...
ERP57对ALS相关的突变TD43在神经元细胞中的保护作用研究 引言 肌萎缩性侧索硬化症（Amyotrophic Lateral Sclerosis，ALS）是一种严重的神经退行性疾病，影响运动神经元。几乎所有的ALS病例（97%）和大约50%的额颞叶痴呆症（FTD）病例中，都存在一种病理形式的Tar-DNA结合蛋白-43（TDP-43），这表明TDP-43在神经退行性疾病中扮演了重要角色。此前的研究发现，内质网蛋白57（ERP57），一种蛋白二硫键异构酶（Protein Disulphide Isomerase，PDI）家族的成员，在ALS相关的突变超氧化物歧化酶1（SOD1）小鼠模型中起到了保护作用。然而，ERP57是否对ALS中特殊的病理性TDP-43具有保护作用仍不明确。本研究方针...
新科学研究揭示GABRA4基因与神经系统表型的关联 研究背景 近年来，对单基因突变相关的癫痫与发育障碍综合症的研究取得了显著进展。GABAA受体（γ-氨基丁酸A受体，gamma-aminobutyric acid sub-type A receptors，GABAARs）是异质的配体门控阴离子通道，负责抑制性神经传递。GABAARs由19种基因编码的不同亚单位组合而成，形成功能多样的受体亚型。这些受体中的α4亚单位在神经元和胶质细胞中表达，在齿状回及丘脑中表达最为丰富，并且主要存在于突触外，执行基于音调抑制的作用。然而，GABRA4（编码GABAARα4亚单位的基因）在神经发育过程中具体作用的分子机制尚未完全阐明。 早先的研究发现，GABRA4基因的去新突变（de novo variant）...
面部特异性活动与意识性面部感知的关系探究 引言 面部感知是一种基本的认知过程，使人类能够有效识别环境中的脸部，从而更好地进行社交互动。广泛的研究已在大脑腹侧视觉皮层中识别出一个特定区域，该区域对面部刺激表现出显著的活动增加。然而，这种面部特异性感应是否直接与面部感知（例如，主观感知）相关，仍然不清楚。比较不同感知状态下的神经活动可以直接证明这些信号在意识面部感知中的作用。 本次研究的主要目的是探讨腹侧流视觉皮层中的面部特异性活动是否与意识面部感知相关。为此，研究者们使用了人类颅内脑电图（electrocorticography，ECoG）技术，这提供了对大脑电生理响应的直接测量，同时具有高空间和时间分辨率。通过这种方法，研究者们得以比较被试在“看到了”面部（“seen”条件）和“没有看到”面...
灵长类动物和啮齿类动物皮层分子分类学比较研究报告 大脑结构复杂，无论在分子组成还是细胞组成方面都显示出了高度的复杂性。目前关于大脑分子分类学的研究主要基于啮齿类动物。然而，尽管灵长类和啮齿类动物有共同的祖先，它们在75百万年前通过不同的进化路径分化。因此，仅通过研究其他物种并不能完全解释灵长类动物独特的认知能力。此前，基因表达谱跨物种分析主要集中在海马体和前额叶皮层。 作者与发表信息 本文由Lei Zhang、Yanyong Cheng、Zhenyu Xue、Shihao Wu和Zilong Qiu等人共同撰写，并发表在2024年的Neuroscience Bulletin期刊上。主要研究单位为上海交通大学医学院附属第九人民医院麻醉科、中国科学院神经科学研究所、国家重点实验室等。 研究背景与...
高镁促进弱视患者恢复双眼视觉的机制研究：TRPM7的作用 在大脑发育的关键时期，异常的视觉体验可能会导致视觉功能缺陷，如弱视。目前的研究表明，高镁（Mg^2+）补充可以恢复成体视觉皮层的突触可塑性，促进成年弱视眼的视力恢复。但是，目前尚不清楚Mg^2+是否能够帮助成年弱视患者恢复双眼视觉，以及潜在的分子机制是什么。大脑科学与智能技术卓越中心、中国科学院的研究人员于2023年8月9日收到、2024年3月6日接受的一篇文章提供了研究这一现象的新见解。该研究已发表在《Neurosci. Bull.》上。 本研究首次展示了高Mg^2+能够从弱视中恢复双眼视觉功能。研究表明，TRPM7是高Mg^2+处理后视觉皮层可塑性恢复所必需的，这为未来针对弱视的研究和治疗提供了可能的临床应用。 研究背景 弱视是一...
枕颞叶网络在快速阅读中的作用——基于fMRI的研究 背景介绍 阅读是人类获取新知识的最有效的认知途径。尽管大多数以英语为母语的成年人平均阅读速度约为每分钟200到400个单词(w/min)，但许多人期望提高阅读速度，以更快更有效地获得新知识。一些速读爱好者声称他们可以以每分钟3万到4万个单词的速度阅读英语句子。为了提高阅读速度，可能采用多种策略，例如抑制发音习惯、在阅读时专注于关键词或概念、避免重复阅读句子以及通过训练扩大眼界范围等。 这些策略的提出引发了关于阅读过程中大脑活动的研究。已有的研究表明，阅读过程涉及多个复杂的语言处理的脑区。特别是，位于视觉皮层和颞叶的区域被认为在语言处理和阅读速度的调节中起到关键作用。然而，快速阅读不仅仅是简单的序列过程，还涉及多个脑区之间的动态交互。然而，早...
透过神经振荡揭示艾宾浩斯错觉的不同认知机制 学术背景 人类视觉中的尺寸感知并非完全忠实于物理世界，它高度依赖于上下文。例如，当一个物体被多个小物体环绕时，它看起来比被大物体环绕时要大，这种现象被称为艾宾浩斯错觉。视觉错觉为理解视觉世界中的意识体验机制提供了独特的视角。艾宾浩斯错觉可以通过两种认知机制来解释：低层轮廓互动和高层尺寸对比。低层轮廓互动是一种发生在轮廓或特征层面的感官互动，它导致当一个图形被其他图形包围时的感知扭曲。这种机制可能与初级视皮层（V1）内的局部电路相关。而高层尺寸对比则依赖于中心目标与周围诱导物之间的认知尺寸比较，导致它们的尺寸差异在感知上的加强。有关艾宾浩斯错觉的高层尺寸对比机制被认为需要更高视觉区域的反馈连接，特别是从右顶叶皮层到枕叶区的反馈投射。然而，这两种理论的...
在《Neurosci. Bull.》上发表的最新研究论文《Chemokine CCL2 Promotes Excitatory Synaptic Transmission in Hippocampal Neurons via GluA1 Subunit Trafficking》中，来自包括中国科学院上海神经研究所、北京大学生命科学学院在内的多家研究机构的研究人员详细探讨了化学趋化因子CCL2如何通过调节GluA1亚单位的表面表达来促进海马神经元的兴奋性突触传递。 研究背景及目的 化学趋化因子（Cytokines）是已知在免疫细胞发育、成熟以及疾病发生过程中发挥重要作用的小分子分泌蛋白。然而，化学趋化因子在中枢神经系统（CNS）中也能够调控突触传递和神经元兴奋性。据报道，TNF-α 在维持兴奋...