《神經元》

《神經元》

日本國際電氣通信基礎技術研究院腦情報研究所室長神谷之康在2008年12月11日出版的科學雜誌《神經元》上發表了這項再現大腦活動的最新研究成果。

基本信息

期刊背景

美國《神經元》雜誌刊文美國《神經元》雜誌刊文

自體免疫病炎症反應Cell Press期刊在生物醫學研究領域中享譽甚高,九種期刊全部被SCI收錄,其中Cell《細胞》美國,2002年SCI影響因子 27.254;Immunity《免疫》美國,2002年SCI影響因子 17.468;Molecular Cell《分子細胞》美國,2002年SCI影響因子16.471;Neuron《神經元》美國,2002年SCI影響因子 13.846;Developmental Cell《發育細胞》美國, 2002年SCI影響因子11.531;Current Biology《當今生物學》美國,2002年SCI影響因子7.007;Chemistry & Biology《化學與生物學》英國,2002年SCI影響因子 6.109;Structure《結構》美國,2002年SCI影響因子 6.030;Cancer Cell《癌細胞》美國,2002創刊,SCI收錄期刊。

大腦如何抑制煩惱記憶

人類大腦具有抑制煩惱記憶的能力人類大腦具有抑制煩惱記憶的能力

人類大腦具有抑制煩惱記憶的能力,這使我們能夠從容應對每一天的生活。然而一直以來,神經學家對於其中的機制卻所知甚少。以色列科學家近日使用催眠術對此進行了研究,取得了一些新的成果。相關論文1月10日發表在《神經元》(Neuron)上。
通過催眠暗示作用,有些人能夠抑制特定的記憶,這稱為催眠後健忘症(posthypnotic amnesia)。利用這一現象,以色列魏茲曼科學研究所(Weizmann Institute of Science)的神經學家Yadin Dudai和同事,讓實驗參與者觀看一部講述一個年輕女性日常生活的影片。
一周后,參與者返回實驗室,在催眠狀態下,研究人員指示他們忘記影片內容,最後再指示他們嘗試記起所有內容。
結果正如所料,催眠觸發了記憶的抑制。當參與者清醒過來後,研究人員就影片的內容對他們進行了測試,結果他們只能答對一半的問題;當參與者聽到“開始記起所有內容”的提示語後,再次進行測試,這次準確率平均達到了80%,與沒有進行催眠的對照組相當。
同步進行的功能核磁共振成像(fMRI)顯示,當參與者抑制記憶時,大腦有些區域,主要是枕骨和大腦顳葉(temporal lobes)區,異乎尋常地“安靜”;與此相對照,外側前額皮質(rostrolateral prefrontal cortex)區的活性(與記憶的恢復有關),在這期間卻升高。Dudai推測說,可能就是這一區域“否決”了參與者對電影內容回憶的恢復。
英國聖·安德魯斯大學的認知神經學家Michael Anderson認為,“此次實驗想法聰明,結果也很有趣。”他對研究的結果表示贊同,但同時表示還需更多的工作以弄清外側前額皮質的作用。他表示,了解記憶抑制的機制是非常重要的,因為它是維持情緒平衡的關鍵部分。他說:“我們每個人都會經常面對一些不願意去回想的事情。”

神經祖細胞Notch信號調節

胚胎中的神經祖細胞依靠Notch效應子基因Hes1的表達,然而,長時間高水平的Hes1基因表達會抑制神經祖細胞的增殖和分化。
在2008年4月10日的《神經元》(Neuron)雜誌上,Shimojo等人就這個問題,用實時成像的方法發現,Hes1基因在神經祖細胞中的表達呈動態振盪的形式。進一步的研究證實,持續過度的Hes1基因表達會抑制基因、Notch配體和細胞周期調節子的表達。這說明正是Hes1基因的振盪表達決定了頸板等基因的適量表達。
令人吃驚的是,神經祖細胞中的頸板基因Neurogenin2(Ngn2)和Notch配體Delta-like1(Dll1)也在以振盪的方式表達並抑制Notch信號。通常人們認為Notch信號可以誘導神經細胞的分化,引發Hes1基因的下調以及Ngn2和Dll1基因的上調。
因此,Shimojo等的研究結果表明,Hes1基因的振盪表達調節著Ngn2和Dll1基因的振盪表達。而Ngn2和Dll1基因的振盪表達又通過引導Notch信號的共活化來保證神經祖細胞的正常運轉。(《神經元》(Neuron),Vol 58, 52-64, 10 April 2008,Hiromi Shimojo, Ryoichiro Kageyama)

告訴你大腦如何感知時間

“時間”在英語當中是最流行的名詞。然而,假如我們手邊沒有手錶、鬧鐘和手機,我們將如何知道時間呢?數十年來,科學家們相信大腦中有一個可以記錄時間的時鐘。現在美國加利福尼亞大學洛杉磯分校2月1日在《神經元》(Neuron)雜誌上發表的一篇研究文章,提出了一個系列大腦細胞物質變化幫助組織監控時間的流逝。
美國加利福尼亞大學洛杉磯分校季芬醫學院副教授和腦研究所成員迪安.布洛瑪洛說,“研究的價值在於了解大腦是如何工作的。許多複雜的人類行為,比如從演講到隨歌伴舞,均依賴於大腦精確的時間記錄能力。但是沒有人知道大腦是如何做到這一點的。”
最主流的理論構想大腦中有一個記錄時間的類時鐘機制,可引發和計算定期固定活動。與此相反,布洛瑪洛提出了一個無時鐘運作的物質模式。他以類推方法解答大腦的工作原理。他說,“假如你向湖中扔一個石頭,石頭擊中水所產生的水波就像是石頭入水時間的一個信號。隨著水波向更遠處傳播,就有更長的時間流逝。我們認為大腦中也會發生一個類似的過程,使大腦能夠跟蹤時間。每次大腦處理一個感觀事例,比如一個聲音或者一個閃光,都會觸發大腦細胞與其相聯組織之間的連鎖反應。每一次反應都會釋放出一個信號,使大腦細胞網路能夠跟蹤時間。”
美國加利福尼亞大學洛杉磯分校研究小組利用計算機模擬對這一理論進行測試。通過對每個連線都能將大腦皮層刺激反應轉變為時間的相互連線大腦細胞網路進行模擬,發現大腦細胞網路能夠記錄時間。一個特定的事件被編成電碼存儲在以前的類似事件記憶區域中。換句話說就是,假如某人能夠測量大腦中眾多神經元對一個音調或者閃光的反應,這一反應將不僅僅是展現出事件的本身,還會展現出以前的和在事件發生時的其它事件。
美國加利福尼亞大學洛杉磯分校研究小組進行了一項測試,測試要求研究自願人員學習判斷不同環境中兩個音調之間的間隔。研究人員發現當“混亂”音調隨機放在兩個測試音調之前時自願人員對時間間隔的感覺會被削弱。
布洛瑪洛說,“我們的研究結果顯示,使我們能夠欣賞演講和享受音樂的時間裝置遍布大腦的各處角落,這與我們通常戴在手腕上的手錶並不相同。”由於與時間相關的信息對理解講話非常重要,確定大腦如何記錄時間在了解削弱語言能力病因,比如誦讀困難方面邁出了重要的一步。
下一步研究計畫對大量大腦細胞反應進行記錄,以確定大腦細胞是否能夠記錄有關大腦皮層刺激時間的編碼信息。

常春藤細胞是一類反應緩慢的神經元細胞

常春藤細胞的命名是由於該細胞異常密集曲折的軸突形狀,十分類似多雨英倫三島豐富的常春藤植物。令人奇怪的是,儘管常春藤細胞具有獨特的細胞形態,但至今還沒有被確定為一類不同的細胞類型。在3月27日的《神經元》(Neuron)雜誌上,Fuentealba等人就常春藤細胞的特點展開研究。實驗證明,常春藤細胞有著相當豐富的GABA能細胞類型的海馬神經元,在低頻率下有寬電位,能夠在錐體細胞中引起緩慢GABA能細胞受體介導的反應,並有可能利用突觸前後機制提供從CA3到CA1的穩態調節。
在大腦皮質中, GABA能中間神經元往往被視為快速反應細胞。最新研究發現,常春藤細胞是一類反應緩慢的神經元細胞,它們較為密集,有精密的軸突支配著大多數的基底和斜錐體細胞樹突。常春藤細胞表達一氧化氮合成酶、神經肽Y和高水平的GABA能細胞受體α1亞基;這類細胞在體內的低頻範圍內具有寬電位,但具有獨特相位鎖定,從而在行為上與神經網路節律包括8、γ和波紋振動等相關聯。
在體外,成對的記錄顯示,常春藤細胞獲得由錐體細胞抑制的EPSP合成酶,然後錐體細胞獲得了由常春藤細胞緩慢且漸漸衰退抑制輸入信號。相反,快速反應的中間神經元細胞正在以毫秒級精度活動;相當多的常春藤細胞表達出突觸前神經元調節器,並通過緩慢和逐漸衰退的GABA能輸入調節錐體細胞樹突的興奮度

世界頂級醫學生物學學術期刊

在生活中我們經常看到關於科學最新發現的報導,在這些報導中往往會提到這項研究在哪一本學術期刊上發表,比如沃森與克里克就於1953年4月25日在英國雜誌《自然》上公開了他們的DNA雙螺鏇模型。這些經典學術期刊承載了百餘年了人類科學技術的進步。
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