亲爱的读者朋友们,“逻辑神经科学”从即日起再次开启“综述文章精选(推荐)专题”,每期专题我们将精选数篇Cell、Nature、Science等学术权威期刊的神经科学领域最新的、最前沿的综述文章,并以摘要的形式分享给读者朋友们,供大家学习与启发。详细内容可自行下载原文阅读。
有越来越多的定量、定性和轶事证据表明,迷幻剂可能对一些精神疾病有治疗效果,并对健康个体的福祉有积极的影响。迷幻剂可以促进创造性认知(集中在微剂量或急性或慢性服用亚知觉剂量的迷幻药),还可作为一种“情绪增强剂”,长期服用迷幻剂可诱导情绪增强。然而,目前迷幻药如何控制大脑中认知能力来调节情绪和增强创造力的机制并无相关报道。2023年1月20日,以“The costs and benefifits of psychedelics on cognition and mood”为题于发表在Neuron的综述中,美国约翰霍普金斯大学医学院的Ceyda Sayalı教授和Frederick S. Barrett教授对目前关于迷幻药对创造力影响的文献进行了评估,他们利用关于其它智能药物作用于增强或损害认知的机制和计算的见解,特别是那些作用于儿茶酚胺的药物,其神经生理学后果已经相对较好地理解。最后,他们使用相同的框架将迷幻剂诱导的创造力改善与持久的迷幻药诱导的情绪改善联系起来。综上所述,迷幻剂可能是通过以剂量和基线依赖的方式调节多巴胺,使元控制状态转向更大的认知灵活性,而减少持续的认知。这些急性认知灵活性的增加可能伴随着积极的情感和强烈的主观效应,这两种效应都可能是由5-HT2AR以剂量和基线依赖的方式介导的。急性效应的主观价值,加上增加的神经可塑性,可能有助于强化这些元控制状态的急性变化(例如,增强的认知灵活性)和相关的情感变化,导致更平衡的认知控制策略和长期改善情绪。内容详见:https://doi.org/10.1016/j.neuron.2022.12.031研究人员通常使用目光转移、头部转动或伸手寻找物体等运动行为来推断人类新生儿的认知能力。当发育研究人员使用婴儿的运动来索引认知时,他们通常认为大脑皮层参与了行为的产生。然而,在出生时和之后的几个月里,脑干主要负责人类婴儿的运动行为;在出生后的第一年及以后,眼睛、面部、头部和肢体运动的皮层在逐渐控制运动。但是脑干并不是简单地把责任交给大脑皮层,然后逐渐消失;相反,发育需要皮层和皮层下网络逐渐交错成一个功能完整的整体。目前的成像方法还不能捕捉到这一发育过程,因此不能解决婴儿认知和行为的发育连续性问题。因此,关于婴儿和成人认知之间的发育连续性的说法是值得怀疑的。2023年1月20日,来自美国爱荷华大学的Mark S. Blumberg教授和纽约大学的Karen E. Adolph教授在Trends in Cognitive Sciences上发表了“Protracted development of motor cortex constrains rich interpretations of infant cognition”的观点文章(opinion),他们提出人类表现出长期的运动皮质(motor cortex,M1)发育。
新的电生理学证据表明由视觉皮质(visual cortex,V1)下游的皮层结构对眼球运动的控制出现在3-6个月大之间,皮层对眼球运动控制的发展也在延长。最后,神经影像学证据显示在1个月前的婴儿存在成人样额顶网络。但是,早期复杂组织的证据并不影响网络产生行为的能力。事实上,更有可能的是,在新生儿前额皮质(prefrontal cortex,PFC)能够积极促进行为的表达之前,皮层下机制就为它提供了结构化的输入。总之,目前在理解人类婴儿的皮质和皮层下运动控制的发展方面仍存在很大的差距,他们建议发展心理学家通过仔细考虑不同年龄的神经生物学合理性,更好地设计问题、任务和解释适当匹配的实验。也许,这个领域可以在更可靠的基础上向前发展,避免不必要的争议。内容详见:https://doi.org/10.1016/j.tics.2022.12.014在大脑-行为关系的研究中,神经成像一直存在实验结果无法复制的问题,这被归因于方法上的缺陷。方法的严谨性很重要,但还有其他被忽视的可能性:大多数已发表的研究都有三个基本假设,通常是含蓄的,这可能是错误的。分布在整个大脑中的神经集合可能会产生心理事件,而不是局部的神经群体。各种神经系统可能有助于一个心理事件,而不是一对一的映射。心理事件可能是来自大脑、身体和世界的相互依赖的信号的复杂集合,而不是来自情境独立的神经集合。因此,科学家可能需要从邻近领域如进化、解剖学、发展和生态学以及控制论和系统理论中找到灵感。
2023年2月2日,在以“Improving the study of brain-behavior relationships by revisiting basic assumptions”为题最近发表在Trends in Cognitive Sciences上的一篇观点文章(opinion)中,美国东北大学的Christiana Westlin教授和Lisa Feldman Barrett教授等人考虑了来自人类大脑成像和非人类动物研究的经验证据,并对每个基本假设提出了质疑。他们建议不仅仅是改进传统实验设计方法的严格性,而且需要从根本上重新思考思维是什么以及大脑是如何工作的。通过从其它邻近领域探索大脑是如何通过与身体、物理环境以及占据其社会世界的其他大脑的持续互动来创造大脑的是一门可行的、有待研究的科学。
内容详见:https://doi.org/10.1016/j.tics.2022.12.015人们对应用基因编辑工具来预防、治疗和治疗各种疾病有着广泛的兴趣。自从发现了聚集的规则间隔短回文重复序列(CRISPR)/CRISPR相关蛋白(Cas)系统以来,科学家们通过把这些技术与不同的递送系统结合,用以创造高效的治疗方案。然而,由于CRISPR/Cas传递系统的并发症、体内传递的有效性以及人类基因基因编辑的调控并发症,体内临床试验数量有限。
2023年1月18日,以“Clinical progress in genome-editing technology and in vivo delivery techniques”为题发表在Trends in Genetics上的综述中,来自美国塔夫茨大学生物医学工程系的Qiaobing Xu教授等人回顾了基因编辑领域的进展,特别是其在体内和临床的应用,并确定了当前的挑战和未来增长的领域。首先,他们总结了CRISPR/Cas9的体内治疗应用的输送模式,包括病毒载体(目前的金标准)、脂质纳米颗粒、聚合物和无机纳米颗粒。然后,他们对CRISPR/Cas传递系统在体内和体外干预中的积极的临床试验研究进行汇总,这些疗法中最有希望的方法(如评估NTLA-2001在神经病变和神经功能临床测量中的影响,利用嵌合抗原受体CAR-T细胞进行基因编辑观察间皮素阳性肿瘤患者的抗肿瘤效应)已经开始了各种不同适应症的临床试验,尽管这些试验进展缓慢,但可能很快就会有使用CRISPR技术的体内和体外治疗的大量创新。目前,有许多体外CRISPR/Cas9应用已经通过了临床试验,并已经上市,而许多CRISPR/Cas9递送机制在体内应用的安全性或有效性方面存在问题,对这些问题深入的了解将有助于相关的研究转化为临床。内容详见:https://doi.org/10.1016/j.tig.2022.12.001血管紧张素转化酶2(Angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)是多种人类冠状病毒(SARS-CoV和SARS-CoV-2)不可或缺不可或缺的进入受体。由于COVID-19大流行,它已成为生物医学中最具治疗目标的人类分子之一。ACE2是一种在动物和细菌中保守的进化古老蛋白质,它可以保护人体多个器官,并通过其酶和氨基酸转运功能促进人体生理稳态,这解释了急性SARS-CoV-2感染和长时间COVID - 19感染期间的传播途径和多器官损伤。基于ACE2的治疗方法为预防和治疗SARS-CoV-2感染提供了一种普遍的策略,适用于所有SARS-CoV-2变种和其他利用ACE2作为其细胞受体的新出现的人畜共患冠状病毒。2023年2月1日,加拿大阿尔伯塔大学的Gavin Y. Oudit教授团队和奥地利科学院分子生物技术研究所的Josef M. Penninger教授团队共同完成的以“Angiotensin Converting Enzyme 2 - at the Heart of the COVID-19 pandemic”为题发表在cell期刊上的前瞻性综述(leading edge)中,作者描述了ACE2的不同功能,强调了其与SARS-CoV-2的关系以及对COVID-19疾病后遗症的影响,并提供了框架来开发探索ACE2通路的通用治疗策略,干扰spike-ACE2相互作用作为对抗所有当前和未来SARS-CoV-2变异的基本准则。总之,这些基于ACE2的治疗策略现在需要在临床试验中进行测试,用于抗击当前持续的流行病。