1.5脑科学日报| Cell：对海马结构的泛化来整合空间和关联记忆

 第893期   脑科学日报

2021年1月5日

科  学  时  讯

1，浙大孙秉贵团队发现抑制成体神经发生改善阿尔茨海默症小鼠的突触和认知功能

来源：小柯生命

抑制成体神经发生改善AD小鼠的空间学习和记忆

2020年12月31日凌晨0时，浙江大学脑科学与脑医学学院孙秉贵教授课题组在Stem Cell Reports在线发表论文——“Ablating Adult Neural Stem Cells Improves Synaptic and Cognitive Functions in Alzheimer Models”。论文报道了抑制成体神经发生对过表达Aβ的AD小鼠突触和认知功能的影响。

研究结果提示，抑制成体神经发生可改善AD小鼠的学习和记忆，这一作用不是因为Aβ的减少所引起，而是与齿状回颗粒细胞中突触传递的恢复相关，并且calbindin的表达变化在此过程中发挥重要作用。但是，作者认为，他们的结果并不排斥增强成体神经发生对AD小鼠的改善作用，尤其是增强正常健康的新生神经元的生成。如果仅仅增加新生神经元的数量，而不改善其形态（比如树突结构及树突棘密度等）和功能整合，反而对AD可能有进一步损伤的作用。

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2，Cell | 机器学习通过对海马结构的泛化来整合空间和关联记忆

来源：BioArtThe Tolman-Eichenbaum Machine示意图人类和其他动物能够从零碎的观察中得出复杂的推论，并迅速整合新知识来控制其行为，这些表现与海马-内嗅系统（hippocampal-entorhinal system）对于空间和关联记忆的调控密不可分。近日，来自英国牛津大学的James C.R. Whittington 课题组在Cell杂志上发表了一篇题为 The Tolman-Eichenbaum Machine: Unifying Space and Relational Memory through Generalization in the Hippocampal Formation 的文章，作者证明通过分解和重组的方法足以构建一个关联记忆系统（The Tolman-Eichenbaum Machine），该系统概括了空间和非空间的结构知识，预测了在空间和关联记忆任务中观察到的广泛的神经元表现，并解释了在海马和内嗅皮层中的重新映射现象。阅读链接：Cell | 机器学习通过对海马结构的泛化来整合空间和关联记忆

3，Nature子刊解读！胆固醇的回收再利用或能帮助支持髓鞘的修复！

来源：细胞

在诸如多发性硬化症等神经性疾病中，富含胆固醇的髓鞘在再生过程中会发生缺陷，吞噬细胞从有缺陷的髓鞘中回收胆固醇的正常功能会受到损伤，进而导致泡沫细胞的产生，这些细胞实际上会因胆固醇过多而发生窒息。

近日，一篇刊登在国际杂志Nature Neuroscience上题为“Microglia facilitate repair of demyelinated lesions via post-squalene sterol synthesis”的研究报告中，来自马克斯普朗克研究所等机构的科学家们通过研究发现，吞噬细胞中胆固醇的合成在这一循环过程中扮演着非常重要的角色，胆固醇合成的药理学支持或能改进小鼠大脑病变部位的再生过程，相关研究发现或能帮助科学家们改变治疗诸如多发性硬化症等髓磷脂疾病的治疗手段。

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4，Cell | 雌雄果蝇打架行为的性别差异调控

来源：BioArt

特定物种的雄性和雌性在行为上往往表现出性别差异。这种二态性行为大致可分为两类：一类是“纯”二态性行为，即两种性别表现出不重叠的运动模式，以达到相似的目标；另一类是“混合”二态性行为，即其中某些行为是两性共有的，而其他行为则不一致。

2020年12月30日，来自美国加州理工学院神经科学研究所的David J. Anderson课题组在Cell杂志上发表了一篇题为 A circuit logic for sexually shared and dimorphic aggressive behaviors in Drosophila 的文章，作者鉴定出两性共有的CAP神经元介导了攻击性接近行为，而在其下游的两种同源细胞类型，雄性果蝇中称为MAP神经元，雌性称为fpC1，分别控制着两性的二态性攻击实施行为。此外，作者发现CAP/MAP以及CAP/fpC1的功能联系强度会随社交孤立的增加而增强。这些发现揭示了一种神经控制行为的回路逻辑，而这种行为同时包括单态和二态性行为，这一发现也可能适用于其他生物。

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Cell | 雌雄果蝇打架行为的性别差异调控
5，自闭症症状的多样性、严重程度与突变位置有关来源：大话精神在最近的一项研究中，哥伦比亚大学瓦格洛斯医学院的研究人员在理解由新生截断突变引发的自闭症认知和行为多样性的生物学机制方面，迈出了重要的一步。这些突变发生在父母的生殖细胞中，通常会严重破坏靶基因的功能。近5%的自闭症病例和高达20%的临床病例是由新生截断突变引起的。研究人员证明，自闭症的行为和认知严重程度与基因转录中使用的靶向外显子的可能性成正比，使用频率越高的外显子突变，其影响越严重。当突变发生在同一外显子时，其表达水平的变化特别相似，从而导致相似的临床结果。研究还发现，倾向于产前和出生后表达的外显子分别导致低智商和高智商的ASD病例。这些结果表明，外显子，而不是基因，通常代表有效的表型影响单位。观察到的表型模式可能是由剪接异构体的无意义介导的衰变(NMD)引起的，而自闭症表型通常是由总体基因量相对轻微(15-30%)的减少触发的。这项研究在线发表在《分子精神病学》杂志上。阅读链接：自闭症症状的多样性、严重程度与突变位置有关「研究速递」

6，【Nature子刊】科学家开发基于AI的器官分割软件，助力精准化医学影像分析

来源：转化医学网

AIMOS是一种全自动的、端到端的深度学习管道，可在3D扫描图像中以不同的成像方式分割小鼠的多个器官

成像技术可以对生物体内部进行详细的观察，但是分析这些数据非常耗时，需要大量的经验与人力。而人工神经网络的开发为此开辟了新的可能：近日，慕尼黑工业大学（TUM）的一个跨学科研究团队开发了一种神经网络自学习算法，可以帮助人们对生物科学图像数据进行分析，大大提高分析效率以及准确度。这项工作近期发表于《自然通讯》杂志，题为“Deep learning-enabled multi-organ segmentation in whole-body mouse scans”。

该项目名为AIMOS，意思是基于AI的小鼠器官分割（AI-based Mouse Organ Segmentation）。AIMOS软件的核心是人工神经网络，它与人脑一样，具有学习能力。

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7，Alzheimer's Dementia | 上海衰老研究：血清代谢标志物可提前预测痴呆

来源：梅斯神经

复旦大学的崔梅等人，采用核磁共振技术（NMR)，对上海市老年研究5年随访的1440名无痴呆患者血清中38种代谢产物进行了分析。结果显示，血清谷氨酰胺和 O-乙酰糖蛋白水平升高与痴呆风险增加相关，而谷氨酸、酪氨酸、乙酸、甘氨酸和苯丙氨酸与痴呆呈负相关。此外，通过LASSO （ least absolute shrinkage and selection operator）方法筛选出的由5种代谢产物组成组合，可以预测痴呆。这个来临床研究队列的重要意义在于，基于中国人群，他们鉴定了七种能间接预测痴呆的血清代谢标志物。

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8，通过光谱X射线技术了解阿尔茨海默病的进展

来源：阿尔茨海默病

马里兰大学（UMD）和美国食品药品监督管理局（FDA）的研究人员正在共同开发一种基于X射线的新技术，该技术有可能在临床前阶段加深对阿尔茨海默病的了解。该小组的直接目标是开发一种非侵入性的方法来快速测量大脑中淀粉样斑块的数量，这已经被发现与阿尔茨海默病的进展相对应。研究人员的研究成果最近发表在《科学报告》（Scientific Reports）杂志上。

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审校：Simon

题图：摄图网

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