1億神經元計算系統誕生;人類大腦皮層結構的遺傳基礎

1,Science | 復旦大學等全球296個單位協作,首次系統揭示人類大腦皮層結構的遺傳基礎

腦科學日報|1億神經元計算系統誕生;人類大腦皮層結構的遺傳基礎

人類皮質區域和相關的基因座


3月20日,南加州大學,復旦大學等全球296家單位協作在Science 發表題為“The genetic architecture of the human cerebral cortex”的研究論文,該研究對來自51,665個人的腦磁共振成像數據進行了全基因組關聯薈萃分析,研究人員分析了整個皮質和34個已知功能腦區域的表面積和平均厚度。該研究確定了199個重要的基因座,並發現了顯著富集的基因座,可影響產前皮質發育過程中活躍的調節元件內的總表面積,支持放射狀單位假說。

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2,前所未有:1億神經元計算系統誕生,半導體巨頭新一代計算版圖初現

人類大腦由 860 億個互相連接的神經元組成。科學家們希望在芯片中也能儘可能多的複製這種連接。今天,英特爾宣佈推出其最新神經擬態系統 Pohoiki Springs,首次將計算能力擴展到了 1 億個,將 Loihi 的神經容量增加到一個小型哺乳動物大腦的大小。

Pohoiki Springs 是一個數據中心機架式系統,是英特爾迄今為止開發的最大規模的神經擬態計算系統。它將 768 塊 Loihi 神經擬態研究芯片集成在 5 臺標準服務器大小的機箱中。

Mike Davies 表示,Pohoiki Springs 能夠最直接發揮它的價值的方向,將包括一些非常難的運算問題,比如 NP Complete 和 NP Hard 之類的問題。“這些問題類似於我們大腦平時思考和解決的問題,像是如何計劃未來的任務和決定,如何計劃肢體活動軌跡等等。它們都可以被視為定義的非常好的運算問題。

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3,Nature新研究為精神病研究打開一扇新的大門:精神病的物質基礎?

由國際神經智能研究中心(IRCN)和東京大學醫學研究生院等處的研究人員組成的團隊最近提出,精神病可能是由於大腦深部區域,也就是在稱為腹側紋狀體,與辨別學習(discrimination learning)有關的區域中出現了神經信號缺陷。這一發現公佈在3月18日的Nature雜誌上。

為了建立與精神病的聯繫,研究人員採用了一種著名的精神病誘導藥物:甲基苯丙胺,發現辨別學習和多巴胺藥敏都受到損害。結果,即使在沒有獎賞的情況下,小鼠也表現出誇張的行為和多巴胺反應,就像人類精神病一樣。因此研究人員可以使用能阻止D2R活性的抗精神病化合物來預防這些缺陷。

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4,PNAS重大突破:發現抗衰老的關鍵生化機制

衰老是生命中不可避免的一部分,但有些物種衰老的方式與其他物種非常不同,甚至與非常相似的物種也不一樣。例如,一種體型與鼴鼠或老鼠相仿的東非齧齒動物--裸鼴鼠,表現出明顯的延緩衰老過程,可活到30歲。

來自俄羅斯、德國和瑞士的科學家現在在老鼠,蝙蝠和裸鼢鼠細胞中證實了一種和衰老相關的機制--一個線粒體內膜"輕度的去極化"過程:輕度去極化調節細胞中線粒體活性氧的產生(mROS),因此是一種抗衰老的機制。在小鼠中,這種機制在1歲時瓦解,而在裸鼴鼠中直到20歲才開始瓦解。近日發表在《PNAS》上的這篇論文詳細描述了這一新證實的機制。

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5,Cell Reports | 黃菊/李乾團隊揭示BFL綜合症蛋白PHF6調控食慾新機制

腦科學日報|1億神經元計算系統誕生;人類大腦皮層結構的遺傳基礎


3月17日,上海交通大學醫學院基礎醫學院黃菊研究員課題組和李乾研究員課題組合作Cell Reports在線發表了文章“Chromatin-binding protein PHF6 regulates activity-dependent transcriptional networks to promote hunger response” 。

該研究發現Borjeson-Forssman-Lehmann (BFL) 綜合症蛋白plant homeodomain finger protein 6 (PHF6),一種重要的染色質結合蛋白,在下丘腦弓狀核AgRP神經元中作為轉錄抑制子,調控及早基因(immediate early genes, IEGs)的表達,進而影響小鼠飢餓驅動的攝食行為。

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6,BRAIN:路易體痴呆的波動性認知障礙:病理生理學框架

波動性認知障礙是一種複雜的致殘症狀,在路易體痴呆和帕金森痴呆中常見,且一直是路易體痴呆(路易體痴呆(dementia with lewy bodies,DLB)是一種常見於中年晚期及老年的進行性神經系統變性引起的臨床表現主要為波動性的認知功能障礙、帕金森綜合徵及視幻覺的疾病。DLB是僅次於阿爾茨海默病(Alzheimer disease,AD)的第二大變性痴呆性疾病。

本文回顧了路易體痴呆的歷史、臨床現象和波動性認知障礙的評估方法,並將關鍵的神經心理學、神經生理學和神經成像學研究整合到一個啟發式的框架中。

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7,音樂家對於數字錯覺的感知是否與普通人不同?

有證據顯示,音樂家在有關數字的任務中表現的更好,其原因可能是音樂家在處理數字信息時所涉及到的相關神經迴路與普通人不同。該研究採用紙牌錯覺來研究音樂家與非音樂家在視覺加工中的不同,實驗1要求被試完成一個相對的數值估計任務,實驗2需要被試完成一個絕對的數字估計任務。實驗預期音樂家在相對數值任務和絕對數值任務中表現更好,長期的音樂訓練會改變被試對紙牌錯覺的敏感性,即音樂家產生數字錯覺會更少。

研究結果顯示,音樂家在相對的數值估計任務中並沒有體現出優勢,但是在絕對數值任務中具有優勢,這表明音樂家在定量任務中可能具有卓越的視覺處理能力。藍色點的位置不會影響音樂家的數值估計,這一結果表明音樂家在視覺加工中可能更加多的使用了格式塔定律中的對稱性,這可能與音樂訓練中通常用對稱性的旋律有關。

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8,把早飯當夜宵吃會怎樣?實驗證明“管住嘴”不光是吃多少的問題

美國範德比爾特大學(Vanderbilt University)的生物科學家們最近開展了一項真人參與的實驗,發現僅僅改變進餐時間,把早餐挪到睡前吃,會讓身體更容易留住脂肪。

這項研究發現提醒我們,人體晝夜節律讓我們的代謝控制能力在一天不同時間裡發生著改變。因此,進餐時間會影響人體消耗/儲存營養的方式。理解這一點對我們制定更合適的飲食習慣有重要意義。

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