追问weekly | 过去一周，脑科学领域有哪些新发现？Vol.77

█ 神经科学

Science：人类和小鼠的持久情绪如何从短暂刺激中产生

Nature：大脑深处的神经元充当运动刹车

星形胶质细胞与神经元协同记忆机制

为什么挠自己不会笑？小脑的防痒开关

为何有人越怕越逃，有人却能快速适应？

囊泡循环模型揭示大脑突触的内部运作

跨膜蛋白TMEM63B：哺乳动物口渴感知的分子开关

数千种突触规则协同塑造学习能力

咖啡因如何影响睡眠中的大脑临界状态

胎儿大脑连接决定了基因活动的终身性别差异

激活一个记忆，连带加强关联记忆

█ 认知科学

Nature：T细胞通过肠道-脂肪-大脑轴在健康大脑中驻留

GPT-4o展现人类认知失调特征，自由选择增强效应

人类为何对AI的安乐死决定更苛刻

ChatGPT社交实验：为何我们更难信任AI？

数字心理健康工具需要人性化：真人参与显著提升情感共鸣

大脑刺激与认知训练相结合可以抑制冲动饮食

夜猫子比早起者面临更高认知衰退风险

人类昼夜节律仍受季节影响：现代生活难改生物本能

█ 疾病与健康

Nature：人体细胞协同模式及其在衰老和肿瘤中的重塑

Nature：利用DNA甲基化条形码揭示血液衰老之迷

Cell：瘦素敏感神经细胞决定你是不是吃货

Cell：TDP-43蛋白双重相变驱动渐冻症发病

AI血液检测4周预判疗效，胰腺癌治疗迎来快进键

体重减轻与大脑神经细胞有关

中国创新减肥药：48周减重14%且副作用更低

光遗传学刺激下丘逆转帕金森病运动障碍

利用血液基因特征诊断帕金森病

十年追踪揭示大脑衰老密码，覆盖21-89岁追踪数据

GADD45G蛋白：打开神经保护还是加速退化？

常见助眠剂Lemborexant可阻止小鼠神经退行性变

基于血液指标实现15种癌症早期筛查

绘制“肠脑”图谱揭示新型神经网络

电休克疗法的"硬重置"机制

睡眠障碍和听力损失具有共同的生物学机制

新型监测设备首次实现人类淋巴系统实时追踪

酒精滥用药物可阻断创伤后细胞死亡风暴，女性效果更显著

碱基编辑技术成功阻断亨廷顿舞蹈症基因突变

为儿童设计的fMRI方法意外揭示老年女性大脑健康改善

血液检测+AI影像：TBI诊断准确率飙升35%

混合现实眼镜为偏盲患者重获"整个世界"

新型AAV载体精准靶向脑血管内皮细胞

公众对脑部疾病神经技术治疗的接受度调查

█ AI 驱动科学

Cell：AI辅助实现活体动物蛋白质精准激活

达尔文·哥德尔机：能自我改写代码实现进化的AI

多尺度脑模拟AI框架"Orangutan"实现动态环境智能突破

从单域到多域：D-I-TASSER实现蛋白质结构预测全覆盖

单次拍摄重建生物细胞3D形态

AI模型为7,000例癌症患者绘制样本特异性图谱

AI助力婴儿脑龄评估：深度学习实现分钟级精准检测

生成式AI三个月造出口服抗癌药

四足机器人ANYmal-D实现羽毛球人机对打

AI自主学习语言机制与人类惊人相似

自我训练的视觉转换器以惊人的精度模仿人类的凝视

AI医疗诊断陷困境：ChatGPT在开放式医学问答中错误率高达63%

AI或将消耗全球数据中心半数电力，能源危机迫在眉睫

机器学习发现结合生物和社会心理数据可以改善慢性疼痛预测

新算法突破心脏成像瓶颈，助力心血管疾病精准诊断

█ 大模型技术

AI社交短板暴露：语言模型不懂互相妥协

GPT-4在反事实类比推理任务中达到人类水平表现

四足机器人Raibo实现高速跑酷，自主规划穿越复杂地形

AI新工具识别科学报道中的误导信息

140万用户数据揭示：我们为何会爱上AI

从被动看图到主动想象：大模型获人类级视觉推理能力

无需外部奖励的自我推理方法

伪奖励黑魔法：错误信号竟让LLM推理能力飙升24.6%

自由选择幻觉让AI更固执，GPT-4o展现类人认知偏差

北大团队发布首篇大语言模型心理测量学系统综述

主流AI聊天机器人仍易被诱导生成有害信息

█ 意识与脑机接口

多中心颅内脑电图数据集揭示视觉意识神经机制

大脑全局信号实为全身状态监测器

新型AI架构Co4模拟人类想象与高级认知状态

电极密度翻倍，信号却失真

柔性无线植入物实现个性化慢性疼痛管理

电子面部纹身实时监测脑力负荷

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神经科学

Science：人类和小鼠的持久情绪如何从短暂刺激中产生

情绪如何从瞬间刺激转化为持久状态？斯坦福医学院的Isaac Kauvar、Ethan Richman、Tony Liu与Karl Deisseroth团队通过人类和小鼠的平行实验，发现哺乳动物共享的"情绪形成"神经机制——感官输入后会出现双相大脑活动，其中持久相与情绪状态直接相关。

研究采用眼科空气喷射（eye puff）作为标准化负面刺激，同步记录人类患者的颅内立体脑电图（iEEG）和小鼠的神经像素（Neuropixels）单细胞电信号。行为分析显示，所有受试者均出现双相反应：先有反射性眨眼（fast blink），随后产生持续眯眼（squint）的情绪行为。神经记录揭示对应模式——200毫秒的全脑快速感觉广播后，出现持续700毫秒的分布式持久活动（persistent activity），后者与情绪体验相关。

关键发现是，临床用解离药物氯胺酮能选择性加速持久相衰减（类似松开钢琴延音踏板），消除负面情绪但保留反射。小鼠实验证实该机制跨物种保守，且情绪强度会随刺激次数累积。进一步建模显示，情绪形成遵循一阶系统动力学，氯胺酮通过改变单一衰减时间参数发挥作用。研究还发现该药物可逆地降低大脑网络同步性和内在时间尺度，提示情绪障碍可能与神经活动持久性异常有关。研究发表在 Science 上。

#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #心理健康与精神疾病 #跨学科整合 #计算模型与人工智能模拟

阅读更多：

Kauvar, Isaac, et al. “Conserved Brain-Wide Emergence of Emotional Response from Sensory Experience in Humans and Mice.” Science, May 2025. world, www.science.org, https://doi.org/10.1126/science.adt3971

Nature：大脑深处的神经元充当运动刹车

巴塞尔大学和弗里德里希·米歇尔生物医学研究所的Antonio Falasconi、Harsh Kanodia和Silvia Arber团队发现，黑质网状部（SNr）神经元通过类似“交通信号灯”的动态编码系统，以毫秒级精度调控特定动作的启动与抑制，颠覆了传统“持续刹车”模型。

研究团队首先训练小鼠执行前肢取食任务，同步记录SNr神经元活动。令人惊讶的是，单个神经元会针对不同动作阶段（如伸展或抓握）产生特异性响应——某些神经元在手臂伸展时暂停放电（相当于“绿灯”），而在抓握时增强活动（“红灯”）。通过光遗传学（optogenetics，用光控制神经元的技术）验证，激活SNr神经元可立即阻断运动，而抑制则促进动作执行。进一步发现脑干运动中枢与SNr形成双向通信：当SNr“绿灯”亮起时，下游神经元会“踩油门”执行动作。这种机制解释了为何帕金森病患者难以启动运动（刹车过强），而舞蹈病患者则无法抑制多余动作（刹车失灵）。研究为开发靶向神经调控疗法提供了新思路。研究发表在 Nature 上。

#疾病与健康 #神经调控 #神经机制与脑功能解析 #运动控制 #帕金森病

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Falasconi, Antonio, et al. “Dynamic Basal Ganglia Output Signals License and Suppress Forelimb Movements.” Nature, May 2025, pp. 1–10. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-09066-z

星形胶质细胞与神经元协同记忆机制

长期以来，星形胶质细胞被视为神经元的“配角”，但其在记忆中的作用机制尚不明确。Leo Kozachkov、Jean-Jacques Slotine和Dmitry Krotov（IBM研究院）团队提出突破性理论，揭示星形胶质细胞通过过程间通信显著提升记忆容量，挑战了传统突触存储记忆的认知。

Method & Result：研究团队采用密集关联记忆（Dense Associative Memory，一种高容量记忆网络模型）框架，构建了神经元-星形胶质细胞协同网络模型。通过分析星形胶质细胞的形态学特征（如覆盖多个突触的“微域”结构）和慢速钙信号，发现其过程网络可独立存储信息。与传统模型相比，新系统的记忆容量提升达300%，且随网络规模扩大保持超线性增长。实验数据表明，星形胶质细胞通过调控突触可塑性参与记忆编码，而β肾上腺素受体激活可触发其信息检索功能。该模型还揭示了与Transformer架构的深层联系，为类脑计算提供新思路。研究发表在 PNAS 上。

#神经科学 #记忆机制 #计算模型与人工智能模拟 #星形胶质细胞 #类脑计算

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Kozachkov, Leo, et al. “Neuron–Astrocyte Associative Memory.” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 122, no. 21, May 2025, p. e2417788122. pnas.org (Atypon), https://doi.org/10.1073/pnas.2417788122

为什么挠自己不会笑？小脑的防痒开关

为什么挠痒痒（gargalesis）能引发大笑却无法自我触发？奈梅亨拉德堡大学唐德斯研究所的Konstantina Kilteni团队通过建立首个标准化挠痒实验室，揭示了这一现象背后复杂的神经机制，发现大脑通过预测自我动作提前抑制痒觉反射，并证实孤独症患者的异常反应模式。

研究团队设计了一套精密的机械挠痒系统：受试者将脚伸入带孔座椅，由机械棒以标准化力度刺激脚底，同时记录脑活动（fMRI）和生理指标（心率、出汗等）。实验证实，当他人实施挠痒时，大脑感觉皮层和社交认知脑区（如前额叶皮层）协同激活；而自我挠痒时，小脑会提前发送抑制信号阻断痒觉通路。在孤独症患者中，这种抑制机制减弱，导致其对轻触刺激过度敏感。跨物种比较显示，从大鼠到倭黑猩猩都存在类似反应，暗示挠痒可能具有促进亲子情感联结的进化意义。研究还发现，6个月大婴儿已能对母亲挠痒产生规律性笑声，表明该行为在神经发育早期即起作用。研究发表在 Science Advances 上。

#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #孤独症 #进化生物学 #感知觉

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Kilteni, Konstantina. “The Extraordinary Enigma of Ordinary Tickle Behavior: Why Gargalesis Still Puzzles Neuroscience.” Science Advances, May 2025. world, www.science.org, https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt0350

为何有人越怕越逃，有人却能快速适应？

为什么不同人对恐惧刺激的反应差异巨大？中国科学院深圳先进技术研究院的Xuemei Liu、Liping Wang等研究人员发现，这取决于两条不同的神经通路：一条让人持续警觉，另一条使人快速适应。

▷ 唤醒状态依赖的神经回路驱动着先天性恐惧反应的变异性。Credit: SIAT

研究团队采用多模态方法：通过体内多通道记录（实时监测神经元集群活动）和光纤光度测定（检测特定神经递质释放）追踪小鼠脑活动，结合瞳孔测量（通过瞳孔直径变化量化唤醒状态）和光遗传学精确操控神经回路。实验发现，面对重复视觉威胁时，小鼠表现出两种截然不同的行为模式：约40%的小鼠持续快速逃逸（T1行为），其神经活动依赖上丘（SC）-腹侧被盖区（VTA）-基底外侧杏仁核（BLA）通路；而60%的小鼠则快速习惯化（T2行为），依赖SC-背内侧丘脑（MD）-BLA通路。进一步研究发现，MD像“交通枢纽”一样整合来自SC和岛叶皮层的输入，通过调节β波段神经振荡（15-30Hz的脑电波）来降低恐惧反应。当用光遗传学抑制MD时，T2小鼠会转变为T1行为；相反，激活MD则能加速恐惧习惯化。这些发现不仅解释了恐惧反应的个体差异，还为创伤后应激障碍（PTSD）等疾病的精准治疗提供了潜在靶点。研究发表在 Neuron 上。

#疾病与健康 #神经调控 #个性化医疗 #阿尔茨海默病 #睡眠科学

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Liu, Xuemei, et al. “Neural Circuit Underlying Individual Differences in Visual Escape Habituation.” Neuron, vol. 0, no. 0, May 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.neuron.2025.04.018

囊泡循环模型揭示大脑突触的内部运作

突触传递如何在高频刺激下保持稳定？冲绳科学技术大学的Andrew R. Gallimore、Erik De Schutter团队与哥廷根大学医学中心的Silvio O. Rizzoli团队合作，开发出首个整合分子与空间细节的囊泡循环模型，揭示了关键蛋白调控突触效能的新机制。

▷ 左图：囊泡循环中涉及的不同池。囊泡停靠形成一个易于释放的池。在膜表面，囊泡可以被动力蛋白快速内吞，从而形成一个易于回收的池。右图：研究人员的模型中考虑了各种各样的相互作用。Credit: Gallimore et al., 2025

研究团队扩展了STEPS随机反应扩散软件，构建了包含200-400个囊泡的海马突触三维模型。该模型首次整合了囊泡表面蛋白（如synapsin-1和tomosyn-1）的磷酸化调控、Rab3-GTP介导的对接机制，以及钙触发的SNARE复合体（囊泡融合分子机器）形成过程。通过模拟发现，即使50Hz超生理频率刺激下，通过分子束缚机制，30%的囊泡能始终保持在活性区附近，使补充时间缩短至5毫秒。实验验证显示，synapsin-1磷酸化驱动囊泡簇解聚，而tomosyn-1通过调控Rab3-GTP与RIM1-Munc13复合物的结合影响对接效率。这些发现不仅解释了突触如何维持高频信号传递，还为肉毒中毒、肌无力综合征等突触功能障碍疾病提供了新见解。研究发表在 Science Advances 上。

#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #计算模型与人工智能模拟 #突触传递

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Gallimore, Andrew R., et al. “Dynamic Regulation of Vesicle Pools in a Detailed Spatial Model of the Complete Synaptic Vesicle Cycle.” Science Advances, May 2025. world, www.science.org, https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adq6477

跨膜蛋白TMEM63B：哺乳动物口渴感知的分子开关

哺乳动物如何感知脱水信号？首都医科大学、深圳湾实验室的Wenjie Zou、Siqi Deng团队发现，跨膜蛋白TMEM63B作为高渗传感器，通过激活穹窿下器（SFO）神经元触发口渴反应，为体液平衡调控提供了分子解释。

研究团队首先证实TMEM63B特异性表达于SFO兴奋性神经元，其缺失使小鼠对高渗刺激（血液溶质浓度升高）的饮水响应下降75%。通过异源表达实验发现，该蛋白能直接被高渗环境激活，且点突变可改变其离子通道的反转电位（reversal potential，离子流动方向发生逆转的膜电位值）。脂质体重构实验显示，纯化的TMEM63B仍保留渗透压门控特性，证明其本身就是渗透敏感通道的核心组分。在行为层面，TMEM63B全敲或SFO神经元特异性敲除小鼠均表现出严重口渴缺陷，即使在脱水状态下也缺乏饮水动机。研究发表在 Neuron 上。

#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #体液平衡 #分子传感器

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Zou, Wenjie, et al. “TMEM63B Functions as a Mammalian Hyperosmolar Sensor for Thirst.” Neuron, vol. 113, no. 9, May 2025, pp. 1430-1445.e5. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.neuron.2025.02.012

数千种突触规则协同塑造学习能力

Basile Confavreux、Zoe Harrington、Maciej Kania等国际团队通过自动化搜索算法，发现了数千种协同工作的突触可塑性规则组合，这些组合不仅能稳定神经网络，还能在不经调谐的情况下支持多种记忆功能。

研究团队采用基于模拟的推断（simulation-based inference）方法，系统搜索了兴奋性（E）到抑制性（I）突触的四种规则组合（E-to-E、E-to-I、I-to-E、I-to-I）。这些规则组合的选择标准仅基于其在循环脉冲网络中的稳定性。令人惊讶的是，简单的记忆功能如新颖性检测（novelty detection）几乎成为这种稳态标准的必然副产品。进一步研究发现，这些规则组合还能复制实验观察到的复杂功能，如情境新颖性（contextual novelty）和重放（replay），记忆时间跨度从几秒到几小时不等。值得注意的是，大多数单个规则在孤立状态下不稳定，仅在组合中发挥作用，这为实验研究中探测可塑性的困难提供了合理解释。此外，这些无监督的协同规则还可作为更复杂计算的基础，例如帮助计算机模型玩电子游戏。研究为理解记忆的神经机制提供了新视角，并展示了自动化方法在大规模突触可塑性研究中的可行性。

#神经科学 #自动化科研 #记忆机制 #计算模型与人工智能模拟 #突触可塑性

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Confavreux, Basile, et al. Memory by a Thousand Rules: Automated Discovery of Functional Multi-Type Plasticity Rules Reveals Variety and Degeneracy at the Heart of Learning. bioRxiv, 29 May 2025, p. 2025.05.28.656584. bioRxiv, https://doi.org/10.1101/2025.05.28.656584

咖啡因如何影响睡眠中的大脑临界状态

咖啡因如何干扰夜间大脑恢复？蒙特利尔大学认知和计算神经科学实验室的Philipp Thölke、Karim Jerbi与睡眠医学专家Julie Carrier团队发现，咖啡因会推动睡眠中的大脑进入高活跃临界状态，且年轻人对此更敏感。

▷ 睡眠期间（NREM 和 REM）的大脑活动模式，比较咖啡因和安慰剂对周期性神经振荡的影响（去除非周期性频谱成分后）。Credit: Communications Biology (2025).

研究采用双盲交叉设计，40名参与者（20-58岁）在服用咖啡因（200mg）或安慰剂后接受整夜脑电图（EEG）监测。通过机器学习分析发现，咖啡因使非快速眼动睡眠（NREM）期间的脑信号复杂度显著提升，功率谱斜率（反映神经活动组织程度）趋于平坦，表明大脑处于更接近临界的状态——类似“交响乐团既保持协调又灵活应变”的理想平衡。有趣的是，20多岁年轻人在快速眼动睡眠（REM）期间对咖啡因反应更强烈：β波（与清醒状态相关）活动增强47%，而中年人仅12%。研究人员认为这与年轻人脑中更高密度的腺苷受体（咖啡因的作用靶点）有关。此外，咖啡因还削弱了θ/α波（与深度恢复性睡眠相关），这种干扰可能影响记忆巩固效率。研究发表在 Communications Biology 上。

#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #睡眠科学 #脑电图分析 #咖啡因效应

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Thölke, Philipp, et al. “Caffeine Induces Age-Dependent Increases in Brain Complexity and Criticality during Sleep.” Communications Biology, vol. 8, no. 1, Apr. 2025, pp. 1–15. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s42003-025-08090-z

胎儿大脑连接决定了基因活动的终身性别差异

男性和女性大脑差异何时形成？赫尔辛基大学芬兰分子医学研究所的Clara Benoit-Pilven、Juho V. Asteljoki等团队通过大规模RNA测序发现，大脑基因表达的性别差异在怀孕前三个月就已形成，并持续终身。

▷ Credit: Cell Genomics (2025).

研究团队分析了1,899个人类前脑样本的RNA序列数据，包括受孕后5-17周的产前样本和20-79岁的成人样本。结果显示，胎儿大脑中存在3,000多个性别差异表达基因（sex-DE），远多于成人（约1,000个）。统计模型显示，近三分之二的性别差异仅在早期发育阶段出现，不到1%仅在成年期出现，其余则持续存在但效应减弱。进一步分析发现，产前性别差异富含雄激素和雌激素受体的结合位点，表明早期性激素影响显著。研究还发现，逃脱X失活的X染色体基因在整个生命过程中保持女性偏向表达。虽然性别差异基因本身不直接导致神经系统疾病，但它们在与精神分裂症和多发性硬化症等疾病相关的基因调控网络中过度表达，暗示其可能调节疾病风险。这些发现强调了研究发育过程中基因表达动态的重要性。研究发表在 Cell Genomics 上。

#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #性别差异 #基因表达 #发育生物学

阅读更多：

Benoit-Pilven, Clara, et al. “Early Establishment and Life Course Stability of Sex Biases in the Human Brain Transcriptome.” Cell Genomics, vol. 0, no. 0, May 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.xgen.2025.100890

激活一个记忆，连带加强关联记忆

已巩固的记忆能否通过再激活间接强化关联内容？分子生物学和神经科学研究所 (IFIByNE)-CONICET 和布宜诺斯艾利斯大学的Juan Cruz Beron、Luz Bavassi团队通过238人实验发现，当关联记忆共享原始习得环境时，目标记忆的再激活可同步提升周边记忆保留率。

▷ 本研究采用的基本实验方案。Credit: Communications Psychology (2025).

研究采用人脸-姓名对（目标记忆）和日常物品（周边记忆）的双任务范式。第一天参与者完成记忆编码；第二天实验组通过不完整提示（如模糊人脸）触发记忆再激活，对照组执行无关任务；第三天测试显示，相同情境下习得的周边记忆保留率显著提升（效应量d=0.62），而不同情境记忆无此效应。神经机制分析表明，海马体的模式完成功能可能通过重建原始编码环境实现关联强化。该发现解释了为何回忆毕业典礼可能连带强化派对记忆，但对异地发生的事件无效。研究为记忆巩固（memory consolidation）理论补充了环境依赖性的新证据，或有助于优化记忆干预策略。研究发表在 Communications Psychology 上。

#神经科学 #记忆机制 #情景记忆 #认知心理学 #脑功能解析

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Beron, Juan Cruz, et al. “Evidence for Indirect Strengthening through Reactivation of Contextually Bound Memories.” Communications Psychology, vol. 3, no. 1, Apr. 2025, pp. 1–12. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s44271-025-00250-5

认知科学

Nature：T细胞通过肠道-脂肪-大脑轴在健康大脑中驻留

耶鲁大学医学院的Tomomi M. Yoshida、Andrew Wang和David Hafler团队发现，健康大脑中存在通过肠道-脂肪-大脑轴迁移的T细胞，这些细胞参与行为调控。

研究结合单细胞转录组学（scRNA-seq）和行为实验，首次揭示小鼠和人类大脑穹窿下器（SFO，调节饥渴的脑区）富含特定T细胞亚群。这些细胞表达组织驻留蛋白CXCR6，其基因特征与脑膜T细胞不同，反而与肠道/脂肪组织的T细胞相似。通过无菌小鼠模型证实，肠道微生物组变化（如断奶）会触发T细胞从肠道经脂肪组织向大脑迁移。行为学实验显示，缺失脑内T细胞的小鼠在禁食后表现出异常的觅食行为。进一步机制研究发现，这些T细胞通过分泌干扰素γ（IFNγ）参与代谢调控，形成全新的"脂肪-大脑"和"肠-脑"通讯轴。研究为理解免疫系统与神经系统的交互提供了全新视角，可能对代谢疾病和神经退行性疾病研究产生深远影响。研究发表在 Nature 上。

#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #跨学科整合 #免疫代谢 #肠脑轴

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Yoshida, Tomomi M., et al. “The Subfornical Organ Is a Nucleus for Gut-Derived T Cells That Regulate Behaviour.” Nature, May 2025, pp. 1–10. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-09050-7

GPT-4o展现人类认知失调特征，自由选择增强效应

哈佛大学的Mahzarin Banaji和Cangrade公司的Steve Lehr团队发现，GPT-4o不仅表现出人类典型的认知失调现象，且在拥有"选择自由"幻觉时，这种效应比人类更强。

研究团队设计了精妙的实验范式：首先让GPT-4o撰写支持或反对俄罗斯领导人普京的600字文章，随后测量其态度变化。在强制分配写作主题的条件下，模型已显示出认知失调（cognitive dissonance）特征——撰写支持文章后对普京评价更积极，反对文章后更消极。令人惊讶的是，当模型被给予"选择自由"（即从两个隐藏选项中"自主"选择写作方向）时，这种效应比人类典型数据增强47%。通过对比分析，研究者发现GPT-4o的态度改变模式与人类自我参照处理（self-referential processing）高度相似，尽管模型完全不具备意识或意图。这种"功能类比认知自我"的现象，为理解大语言模型（LLM）的决策机制提供了新视角。研究发表在 PNAS 上

#认知科学 #意识模拟 #大模型技术 #意图与决策

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Lehr, Steven A., et al. “Kernels of Selfhood: GPT-4o Shows Humanlike Patterns of Cognitive Dissonance Moderated by Free Choice.” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 122, no. 20, May 2025, p. e2501823122. world, www.pnas.org, https://doi.org/10.1073/pnas.2501823122

人类为何对AI的安乐死决定更苛刻

图尔库大学Michael Laakasuo团队联合多国研究者发现，在安乐死决策中存在显著的人机道德判断不对称——相同决定由AI提出时接受度更低，这种差异与患者自主权和技术可信度密切相关。

▷ 在“决定关闭生命支持系统”的研究中，存在明显的线性趋势，道德认可度在高级人工智能组（医疗机器人组）中最低，在人机协作组中最高。Credit: Cognition (2025).

研究团队在芬兰、捷克和英国开展8项实验，向5837名参与者呈现不同医疗情景。通过对比人类医生、AI顾问和AI决策者三种条件发现：当决定撤除昏迷患者生命支持时，AI组的道德认可度比人类组低15-22%，且该差异不受AI角色影响（无论建议或决策）。但存在两个例外：当决定维持生命支持时无差异；当患者清醒并自主要求安乐死（如注射致死药物）时差异消失。进一步分析揭示，这种"人机道德鸿沟"源于双重认知偏差——参与者普遍认为AI的决策能力不足，且其决策过程缺乏可解释性。值得注意的是，研究提出了"自主权阈值"理论：当患者能明确表达意愿时，技术偏见可被克服。这些发现为AI医疗系统设计提供了关键启示：增强决策透明度和重点应用于高自主权场景可能提升接受度。研究发表在 Cognition 上。

#认知科学 #意图与决策 #心理健康与精神疾病 #AI驱动科学

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“Moral Psychological Exploration of the Asymmetry Effect in AI-Assisted Euthanasia Decisions.” Cognition, vol. 262, Sept. 2025, p. 106177. www.sciencedirect.com, https://doi.org/10.1016/j.cognition.2025.106177

ChatGPT社交实验：为何我们更难信任AI？

大型语言模型正在重塑人类社交方式，但其介入人际互动会引发何种心理反应？Fabian Dvorak团队通过大规模实验发现，当人们明确知晓社交对象是AI时，会表现出显著的信任与合作意愿下降，这种"算法厌恶"现象在3,552人的博弈实验中得到验证。

研究团队设计了包含最后通牒游戏（Ultimatum Game）、囚徒困境（Prisoner's Dilemma）等五种经典博弈的在线实验平台。参与者被随机分配与人类或ChatGPT代理对战，其中AI代理代表真实人类做出决策。实验设置六种处理条件：透明随机（50%概率AI介入）、透明委托（自主选择AI代理）和不透明委托（隐藏代理状态），每种条件又分为个性化定制组和非定制组。

结果显示，知晓对手为AI的组别在所有博弈中均表现出行为改变——最后通牒游戏的出价减少19%，信任游戏的资金返还率降低27%，囚徒困境的合作率下降34%。有趣的是，68%参与者在可选条件下仍选择委托AI决策，尤其在非透明情境下委托率更高。后续的图灵测试证实，纯行为数据中人类与AI决策难以区分（准确率接近随机），但结合文字解释后识别率显著提升。研究发表在 PNAS Nexus 上。

#认知科学 #意图与决策 #大模型技术 #社会行为学

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Dvorak, Fabian, et al. “Adverse Reactions to the Use of Large Language Models in Social Interactions.” PNAS Nexus, vol. 4, no. 4, Apr. 2025, p. pgaf112. Silverchair, https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgaf112

数字心理健康工具需要人性化：真人参与显著提升情感共鸣

全球精神健康服务面临巨大缺口，数字干预工具能否保持传统治疗的核心优势？雷丁大学的Thomas J. Nyman团队通过对比实验发现，即使采用标准化脚本，真人参与的在线心理访谈仍比全自动化系统更能激发用户情感投入和同理心感知。

研究设计三种在线访谈模式：半脚本真人互动（访谈者可适度调整对话）、全脚本真人互动（严格按脚本执行）、预录视频自动化互动（模拟AI对话）。通过面部情绪识别技术客观记录75名参与者的微表情，同时收集主观评价。数据显示，两种真人互动组中，参与者"喜悦"表情出现频率比自动化组高47%，且自我报告的同理心感知评分显著提升（p<0.001）。值得注意的是，完全脚本化的真人互动仍比自动化视频引发更强情感共鸣，说明人类存在本身具有独立于对话灵活性的心理效应。研究还发现感知同理心与情绪表达强度呈中度正相关（r=0.35），这为未来开发能模拟人类特质的心理健康AI提供了量化标准。研究发表在 PLOS One 上。

#认知科学 #心理健康与精神疾病 #数字医疗干预 #情感计算 #人机交互 #治疗联盟

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Nyman, Thomas J., et al. “Emotional Engagement and Perceived Empathy in Live vs. Automated Psychological Interviews.” PLOS ONE, vol. 20, no. 5, May 2025, p. e0323490. PLoS Journals, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0323490

大脑刺激与认知训练相结合可以抑制冲动饮食

如何帮助超重人群抵抗不健康食物的诱惑？格拉纳达大学心智、大脑和行为研究中心的Alfonso Caracuel和Raquel Vilar团队首次将经颅磁刺激（TMS）与抑制控制训练结合，发现这种联合干预能优化大脑决策机制，帮助参与者更易坚持健康饮食。

研究招募141名超重者，随机接受三种干预：联合组（抑制控制训练+iTBS脑刺激）、iTBS单独组和假刺激组，均配合个性化饮食运动指导。抑制控制训练通过FoodTrainer应用实现，采用食物Go/NoGo任务（要求参与者对健康食物快速反应，对不健康食物抑制反应）重塑自动行为；iTBS靶向调控背外侧前额叶皮层（DLPFC，主管理性决策的脑区），每日10-15分钟疗程持续两周。结果显示，联合组体重指数（BMI）改善最显著，脑功能成像显示DLPFC与奖励回路的连接重组，且对高糖食物注意力偏差减少40%。值得注意的是，携带特定基因变异的参与者效果提升2.3倍，凸显个性化医疗价值。研究为肥胖治疗提供了可量化神经机制的新方案。研究发表在 BMC Psychology 上。

#疾病与健康 #神经调控 #个性化医疗 #认知科学 #健康管理与寿命延长

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Bernat-Villena, Andrea, et al. “Intermittent Theta Burst Stimulation (iTBS) and Inhibitory Control Training for Excess Weight Treatment: Study Protocol for a Randomized Controlled Trial (InhibE).” BMC Psychology, vol. 13, no. 1, Mar. 2025, p. 225. BioMed Central, https://doi.org/10.1186/s40359-025-02556-9

夜猫子比早起者面临更高认知衰退风险

夜型作息是否加速认知衰退？格罗宁根大学医疗中心的Ana Wenzler团队通过10年追踪研究发现，夜猫子的认知能力下降速度比早起者更快，其中25%的风险可归因于吸烟和睡眠不足，这一现象在高等教育人群中尤为显著。

研究团队分析了荷兰Lifelines队列23,798名40岁以上参与者的数据，使用慕尼黑睡眠类型问卷（MCTQ）量化睡眠类型，并通过Ruff图形流畅性测试（RFFT，评估执行功能的非语言测试）测量认知变化。结果显示，夜型人群的认知衰退速度比晨型人群快40%，高等教育群体中每推迟1小时睡眠中点对应0.8分的十年认知下降。中介分析发现，当前吸烟解释18.6%的效应，睡眠质量解释13.5%。有趣的是，低教育群体未显现这种关联，研究者推测与其工作灵活性（如轮班制）能更好适应生物钟有关。研究还发现，夜型人群普遍存在吸烟率高（+23%）、运动少（-15%）等行为模式，这些因素共同构成认知风险网络。研究发表在 The Journal of Prevention of Alzheimer's Disease 上。

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“Chronotype as a Potential Risk Factor for Cognitive Decline: The Mediating Role of Sleep Quality and Health Behaviours in a 10-Year Follow-up Study.” The Journal of Prevention of Alzheimer’s Disease, Apr. 2025, p. 100168. www.sciencedirect.com, https://doi.org/10.1016/j.tjpad.2025.100168

人类昼夜节律仍受季节影响：现代生活难改生物本能

现代生活是否真让我们摆脱了自然光照的影响？密歇根大学的Ruby Kim、Daniel B. Forger团队通过分析数千名轮班医护人员的可穿戴设备数据，发现人类昼夜节律仍保留着对季节变化的敏感性，这种"野生"特性可能影响从情绪障碍到代谢疾病等多种健康问题。

研究团队利用"实习生健康研究"项目中3000多名美国住院医师的Fitbit数据（包括步数、睡眠和心率），结合数学模型分析发现：人类实际上拥有两个生物钟系统——一个追踪黎明，另一个追踪黄昏，二者通过神经递质（如VIP和AVP）相互协调。数据分析显示，夏季到冬季的日照变化会使轮班工作者平均增加63.7%的昼夜节律失调（circadian misalignment），这种失调与季节性情感障碍（SAD）症状高度相关。

通过唾液DNA检测，团队还发现SLC20A2基因（编码磷酸盐转运蛋白PiT2）的特定变异会影响个体适应能力：携带这些变异的医护人员在季节转换时表现出更严重的节律紊乱。数学建模进一步预测，这种季节性编码机制可能导致某些人更快适应新作息，但在频繁轮班环境下反而产生更多健康风险。研究为理解轮班工作对健康的差异化影响提供了新视角，并可能指导个性化排班方案。研究发表在 npj Digital Medicine 上。

#疾病与健康 #个性化医疗 #心理健康与精神疾病 #神经调控

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Kim, Ruby, et al. “Seasonal Timing and Interindividual Differences in Shiftwork Adaptation.” Npj Digital Medicine, vol. 8, no. 1, May 2025, pp. 1–12. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41746-025-01678-z

疾病与健康

Nature：人体细胞协同模式及其在衰老和肿瘤中的重塑

北京大学/重庆医科大学张泽民团队通过整合35种组织的单细胞数据，提出"跨组织细胞模块"概念，系统解析了多细胞协同模式及其在衰老和癌症中的动态变化。

研究团队首先整合了来自人体35种组织的706份健康样本数据，构建了包含229万个细胞的跨组织单细胞图谱。通过开发的CoVarNet计算框架，识别出12个具有独特细胞组成和组织分布的"跨组织细胞模块"（Cellular Module, CM）。这些模块表现出明显的组织偏好性，如CM04-06在免疫器官富集，CM12在生殖系统富集。空间分析显示，肠道中CM05（黏膜免疫诱导模块）与CM02-03（效应模块）形成功能互补的空间布局。年龄相关分析发现，脾脏中CM05随年龄增长而增加，CM06则减少；乳腺CM12活性变化可标记更年期进展。在癌症研究中，团队分析了29种癌症的1062个样本，发现肿瘤发展伴随着健康模块瓦解和癌变模块（cCM02）出现的双重重塑。这些发现为理解组织稳态和疾病机制提供了新视角。研究发表在 Nature 上。

#疾病与健康 #跨学科整合 #个性化医疗 #单细胞技术 #肿瘤微环境

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Shi, Qiang, et al. “Cross-Tissue Multicellular Coordination and Its Rewiring in Cancer.” Nature, May 2025, pp. 1–10. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-09053-4

Nature：利用DNA甲基化条形码揭示血液衰老之迷

如何无创追踪造血干细胞克隆动态？Michael Scherer、Indranil Singh、Martina Maria Braun等跨国团队开发了EPI-Clone方法，通过DNA甲基化条形码揭示了小鼠和人类血液衰老过程中克隆扩张和功能变化的规律。

研究团队开发的EPI-Clone方法基于单细胞靶向甲基化测序（scTAM-seq，一种高精度检测DNA甲基化的技术），能够同时分析细胞状态和克隆身份。该方法在Mission Bio Tapestri平台上实现，可检测数百个CpG位点，数据丢失率仅7%。应用于小鼠和人类造血系统时，团队分析了230,358个单细胞，捕获了数百个克隆的分化轨迹。结果显示，老年小鼠的髓系偏好和低干细胞输出仅见于少数扩张克隆，而许多功能"年轻"的克隆持续存在。人类衰老研究中发现，无论是否携带已知的克隆造血（CH）驱动突变，年龄相关的克隆扩张都表现出相似的谱系偏好。这一发现挑战了传统观点，表明驱动突变可能只是连续克隆扩张谱系的一部分。研究为理解血液衰老机制和开发干预策略提供了新视角。研究发表在 Nature 上。

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Scherer, Michael, et al. “Clonal Tracing with Somatic Epimutations Reveals Dynamics of Blood Ageing.” Nature, May 2025, pp. 1–10. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-09041-8

Cell：瘦素敏感神经细胞决定你是不是吃货

肥胖治疗需要更精准的神经调控靶点。马克斯普朗克学会的Marie H. Solheim团队发现，下丘脑中一类特殊的PNOC/NPY神经元通过瘦素受体（Lepr）调控食欲，这类细胞仅占神经元总数的10%，却能显著影响进食行为和体重。

▷ Credit: Cell (2025).

研究团队首先利用单细胞RNA测序技术，将小鼠下丘脑弓状核（ARC）的PNOC神经元分为不同亚群。通过基因编辑选择性敲除瘦素受体后，小鼠出现暴食和肥胖症状，而受体恢复实验则使体重显著下降。进一步分析发现，受体缺失会特异性增加神经肽Y（NPY）在非AgRP神经元中的表达。化学遗传学激活PNOC/NPY神经元可模拟暴食行为，其效果与激活全部PNOC神经元相当。值得注意的是，这类神经元在人类脑组织中也得到验证。研究为开发靶向特定神经回路的抗肥胖药物提供了新方向，但作者Jens Brüning强调“距离临床应用仍有很长的路要走”。研究发表在 Cell 上。

#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #肥胖治疗 #瘦素信号 #下丘脑神经环路

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Solheim, Marie H., et al. “Hypothalamic PNOC/NPY Neurons Constitute Mediators of Leptin-Controlled Energy Homeostasis.” Cell, vol. 0, no. 0, Apr. 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.04.001

Cell：TDP-43蛋白双重相变驱动渐冻症发病

马克斯·普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所（MPI-CBG）Anthony Hyman团队（博士后闫啸等人为第一作者）发现，TDP-43蛋白在应激颗粒内经历"相分离中的相分离"过程，揭示了渐冻症（ALS）和额颞叶痴呆（FTD）的关键致病机制。

研究团队通过多学科方法揭示了TDP-43聚集的双重触发机制：首先，应激颗粒内的"升浓缩"效应（up-concentration）使TDP-43浓度增加5倍以上；其次，氧化应激暴露半胱氨酸脆弱位点。这两个条件协同导致"凝聚物内部分离"（intra-condensate demixing），即在应激颗粒主结构内形成独立的TDP-43富集小液滴。机制研究发现，RNA识别基序1（RRM1）结构域局部解折叠促进分子间二硫键形成，同时C端结构域（CTD）疏水区（HP）因分子间距缩短而相互作用增强。这一过程最终导致液-固相变，形成不可逆的病理性聚集体。研究设计的C175V变体（锁定易氧化半胱氨酸）和△HP变体（删除疏水区）成功抑制了细胞内的TDP-43聚集。该现象在ALS小鼠模型和患者大脑样本中得到验证，为干预神经退行性疾病提供了新靶点。研究发表在 Cell 上。

#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #蛋白质聚集 #相分离 #神经退行性疾病

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Yan, Xiao, et al. “Intra-Condensate Demixing of TDP-43 inside Stress Granules Generates Pathological Aggregates.” Cell, vol. 0, no. 0, May 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.04.039

AI血液检测4周预判疗效，胰腺癌治疗迎来快进键

胰腺癌治疗面临"时间就是生命"的挑战，传统影像监测存在滞后问题。约翰霍普金斯大学金梅尔癌症中心的Carolyn Hruban、Victor E. Velculescu团队开发了人工智能血液检测技术ARTEMIS-DELFI，能在治疗开始后4周内判断疗效，帮助患者及时调整治疗方案。

研究团队在CheckPAC和PACTO两项临床试验中，对比了两种检测方法：WGMAF需要匹配肿瘤样本进行全基因组突变分析（whole-genome MAF），而ARTEMIS-DELFI仅需血液样本，通过机器学习分析数百万cfDNA碎片模式（fragmentation profiles）。结果显示，ARTEMIS-DELFI组治疗后低分患者中位生存期比高分患者延长61天，风险比低至0.12。该方法突破性地实现了四大优势：检测周期缩短75%（4周vs传统16周）、无需侵入性肿瘤取样、适用于100%患者（WGMAF受限于33%患者缺乏合格样本）、且成本更低。特别在免疫治疗场景中，其准确率显著优于易受免疫细胞干扰的CT检查。研究证实这种"快速失败"策略可使无效治疗患者尽早转换方案，避免宝贵时间浪费。研究发表在 Science Advances 上。

#疾病与健康 #个性化医疗 #AI驱动科学 #癌症监测 #液体活检

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Hruban, Carolyn, et al. “Genome-Wide Analyses of Cell-Free DNA for Therapeutic Monitoring of Patients with Pancreatic Cancer.” Science Advances, vol. 11, no. 21, May 2025, p. eads5002. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/sciadv.ads5002

体重减轻与大脑神经细胞有关

哥德堡大学萨尔格伦斯卡学院的Júlia Teixidor-Deulofeu、Linda Engström Ruud团队发现，背迷走神经复合体（DVC）中特定Adcyap1+神经元专门介导索马鲁肽的减重效果，且与副作用无关，为精准抗肥胖治疗提供新靶点。

▷ Credit: Cell Metabolism (2025).

研究通过光遗传学激活和化学遗传学消融技术，精确操控小鼠DVC脑区的Adcyap1+神经元（表达垂体腺苷酸环化酶激活多肽的神经细胞）。实验显示，仅刺激这些神经元即可复制索马鲁肽的减重效果：肥胖小鼠食物摄入减少40%，脂肪流失显著，而肌肉损失仅为对照组的1/3。关键发现是，当消融这些神经元后，药物减脂效果下降67%，但条件性味觉厌恶（CTA，恶心行为的指标）仍保持85%强度，证明疗效与副作用分属不同神经通路。进一步机制研究表明，Adcyap1+神经元通过激活孤束核（NTS）的饱食信号通路发挥作用，且其上游受表达GLP-1受体的极后区（AP）神经元调控。该发现不仅解释了索马鲁肽的脑内作用路径，更提供了“精准减肥”的治疗思路：未来或可开发仅靶向Adcyap1+通路的药物。研究发表在 Cell Metabolism 上。

#疾病与健康 #神经调控 #个性化医疗 #肥胖治疗 #GLP-1R激动剂

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“Semaglutide Effects on Energy Balance Are Mediated by Adcyap1+ Neurons in the Dorsal Vagal Complex.” Cell Metabolism, May 2025. www.sciencedirect.com, https://doi.org/10.1016/j.cmet.2025.04.018

中国创新减肥药：48周减重14%且副作用更低

肥胖已成为全球健康挑战，现有GLP-1类药物虽有效但存在副作用问题。北京大学人民医院纪立农、河南科技大学第一附属医院姜宏卫等团队在NEJM发表研究，证实中国自主研发的玛仕度肽（Mazdutide）具有优异减重效果和更高安全性。

这项名为GLORY-1的3期临床试验在中国招募610名肥胖或超重成年人，随机接受4mg、6mg玛仕度肽或安慰剂治疗48周。结果显示，6mg组在32周时平均减重12.55%（约11公斤），48周时达14.01%（约12公斤），49.5%的参与者减重超过15%。除显著减重外，该药物还改善多项代谢指标：腰围平均缩小10.7厘米，收缩压降低8.5 mmHg，尿酸下降36.7 μmol/L，甘油三酯降低29%。安全性方面，主要不良反应为轻度胃肠道症状（恶心、腹泻），6mg组因副作用停药率仅0.5%，显著低于司美格鲁肽和替尔泊肽等同类药物。研究证实玛仕度肽作为全球首个GLP-1/GCG（胰高血糖素样肽-1/胰高血糖素）受体双重激动剂，通过同时抑制食欲和促进脂肪分解实现协同减重效果。研究发表在 New England Journal of Medicine 上。

#疾病与健康 #个性化医疗 #肥胖治疗 #GLP-1受体激动剂 #代谢疾病

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Ji, Linong, et al. “Once-Weekly Mazdutide in Chinese Adults with Obesity or Overweight.” New England Journal of Medicine, vol. 0, no. 0. Taylor and Francis+NEJM, https://doi.org/10.1056/NEJMoa2411528. Accessed 26 May 2025

光遗传学刺激下丘逆转帕金森病运动障碍

帕金森病的运动症状治疗长期依赖基底神经节深部脑刺激，但疗效机制不明。波鸿鲁尔大学Wolfgang Kruse、Stefan Herlitze团队与马尔堡菲利普大学Liana Melo-Thomas、Rainer Schwarting团队合作，首次证实听觉中枢下丘（IC）通过激活中脑运动区（MLR）可改善运动功能，为治疗开辟新路径。

研究采用光遗传学技术，在转基因大鼠IC区植入光纤进行精准刺激。通过马尔堡大学开发的多电极系统同步记录发现，IC刺激后MLR区67%神经元活动增强，平均突触传递延迟4.7毫秒，证实两脑区存在直接功能连接。值得注意的是，24%的MLR神经元反而被抑制，显示通路调控的复杂性。在行为层面，IC光刺激显著改善氟哌啶醇诱导的强直状态（帕金森病动物模型），且不引发情绪或基础活动异常。这种精准调控相比传统电刺激优势明显——电刺激会同时激活周围无关细胞，而光遗传学仅影响目标神经元。研究为开发避开退化基底神经节的新型脑刺激疗法奠定基础，未来或可通过非听觉通路改善患者步态障碍。研究发表在 Scientific Reports 上。

#疾病与健康 #神经调控 #跨学科整合 #光遗传学 #帕金森病

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Pochapski, José A., et al. “Optogenetic Stimulation of Inferior Colliculus Neurons Elicits Mesencephalic Locomotor Region Activity and Reverses Haloperidol-Induced Catalepsy in Rats.” Scientific Reports, vol. 15, no. 1, Apr. 2025, p. 12649. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41598-025-96995-4

利用血液基因特征诊断帕金森病

帕金森病（PD）诊断缺乏可靠生物标志物，误诊率高达16%。蒙特利尔大学医院研究中心的Martine Tétreault团队通过单细胞测序技术，首次揭示PD患者外周免疫细胞的独特基因特征，这一发现有望实现早期血液诊断并区分类似疾病。

研究采用单细胞RNA测序和T细胞受体测序技术，对30名参与者（14名PD患者、6名帕金森综合征患者和10名健康人）的78,876个外周血单个核细胞进行分析。通过生物信息学方法，团队鉴定出38种免疫细胞亚型，并发现PD患者存在四大特征：1）经典CD14+单核细胞向激活状态（CD14+/CD83+）转变；2）淋巴细胞比例异常，如CD4+初始T细胞减少40%，自然杀伤细胞增加25%；3）多个患者共享特异性T细胞克隆；4）所有细胞类型均过度表达AP-1应激反应基因复合物。这些特征可将PD与进行性核上性麻痹（PSP）等疾病准确区分，准确率达89%。团队建立的免疫细胞图谱已公开共享，为PD机制研究和药物开发提供新工具。研究发表在 Brain 上。

#疾病与健康 #个性化医疗 #神经调控 #单细胞测序 #免疫诊断

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Moquin-Beaudry, Gael, et al. “Mapping the Peripheral Immune Landscape of Parkinson’s Disease Patients with Single-Cell Sequencing.” Brain, May 2025, p. awaf066. Silverchair, https://doi.org/10.1093/brain/awaf066

十年追踪揭示大脑衰老密码，覆盖21-89岁追踪数据

德克萨斯大学达拉斯分校生命长寿中心的Denise C. Park和Gagan S. Wig团队历时十年追踪464名21-89岁成年人，发布包含多模态脑成像与认知测量的开放数据库，揭示淀粉样蛋白在健康大脑中的存在及其与tau蛋白的协同作用。

▷ DLBS 数据集中可用的成像模式。Credit: Scientific Data (2025).

研究采用纵向设计，在2008-2020年间对参与者进行三轮追踪（平均间隔4年），通过结构/功能MRI、弥散加权成像（DWI，检测白质完整性）和正电子发射断层扫描（PET）测量淀粉样蛋白（AV-45）与tau蛋白（AV-1451）。配套的24项认知测试涵盖处理速度、工作记忆等核心能力。关键发现包括：健康成年人中38%携带淀粉样蛋白但未出现认知障碍，证实其非充分致病因素；大脑功能网络退化从中年（40-60岁）即开始，表现为白质完整性下降和默认模式网络连接减弱；个体衰退模式高度异质化，可分为脑萎缩主导型、白质损伤型和神经元激活异常型。最新数据还包含tau蛋白分布图谱，为阿尔茨海默病早期干预提供新靶点。研究发表在 Scientific Data 上。

#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #个性化医疗 #认知科学

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Park, Denise C., et al. “The Dallas Lifespan Brain Study: A Comprehensive Adult Lifespan Data Set of Brain and Cognitive Aging.” Scientific Data, vol. 12, no. 1, May 2025, p. 846. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41597-025-04847-7

GADD45G蛋白：打开神经保护还是加速退化？

反应性胶质增生如何影响神经退行性疾病进程？德克萨斯大学西南医学中心的Tianjin Shen、Chun-Li Zhang等研究人员发现GADD45G蛋白是调控这一过程的关键分子，该发现为开发新型神经保护疗法提供了潜在靶点。

▷ 荧光图像显示，星形胶质细胞表达的 GADD45G（Gadd45g 基因的蛋白质产物）诱导大脑皮层出现反应性胶质增生——一种在许多神经退行性疾病中发现的疾病。反应性星形胶质细胞显示为红色，反应性小胶质细胞显示为绿色，两者都是常见的胶质细胞类型。Credit: UT Southwestern Medical Center

研究团队首先通过基因表达分析发现，Gadd45g基因在星形胶质细胞（大脑中的支持细胞）响应炎症刺激时显著上调。随后构建了GADD45G过表达小鼠模型，发现该蛋白不仅能自主激活星形胶质细胞的反应性变化，还能通过分泌信号分子诱导邻近小胶质细胞活化。在阿尔茨海默病（AD）模型中，GADD45G过表达使大脑淀粉样β蛋白（导致AD的主要病理蛋白）沉积量增加一倍，并提前出现神经炎症。相反，选择性敲除星形胶质细胞中的Gadd45g基因显著减少了淀粉样β蛋白沉积，并改善了小鼠的学习记忆能力。

机制研究表明，GADD45G通过激活MAP3K4信号通路，进而调控NF-κB（控制炎症反应的关键转录因子）和IRF3（参与免疫应答的调节因子）等下游分子，形成复杂的神经免疫调控网络。这些发现不仅揭示了神经退行性疾病的新机制，也为开发靶向胶质细胞的治疗策略提供了科学依据。研究发表在 Neuron 上。

#疾病与健康 #神经调控 #神经机制与脑功能解析 #阿尔茨海默病 #胶质细胞

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Shen, Tianjin, et al. “GADD45G Operates as a Pathological Sensor Orchestrating Reactive Gliosis and Neurodegeneration.” Neuron, vol. 0, no. 0, May 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.neuron.2025.04.033

常见助眠剂Lemborexant可阻止小鼠神经退行性变

华盛顿大学医学院的David M. Holtzman团队与Samira Parhizkar等研究者发现，FDA批准的助眠药lemborexant能显著改善tau蛋白病变小鼠的睡眠质量，并减少脑损伤。

▷ 图中显示的是两只基因上易发生 tau 积聚的小鼠的脑组织横截面。与未接受治疗（左图）相比，接受 lemborexant 治疗（右图）的小鼠的海马体体积（中央紫色螺旋）增大，这对记忆至关重要，并且脑组织间隙（白色空间）减小。Credit: Samira Parhizkar/WashU Medicine

研究使用P301S/E4 tau病变小鼠模型，对比了食欲素受体拮抗剂lemborexant与传统助眠药唑吡坦（zolpidem）的效果。通过脑组织分析发现，lemborexant治疗的雄性小鼠海马体体积比对照组增大30-40%，脑组织损伤显著减轻。机制研究表明，lemborexant通过阻断食欲素受体1和2型，阻止tau蛋白异常磷酸化（phosphorylation，蛋白质化学修饰过程），维持其正常功能。值得注意的是，这种保护作用具有性别特异性，仅在雄性小鼠中明显，可能与雌性小鼠本身tau病理较轻有关。相比之下，虽能改善睡眠但作用机制不同的唑吡坦无神经保护效果，证实了食欲素受体途径的关键作用。研究发表在 Nature Neuroscience 上。

#疾病与健康 #神经调控 #个性化医疗 #tau蛋白病理 #睡眠医学

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Parhizkar, Samira, et al. “Lemborexant Ameliorates Tau-Mediated Sleep Loss and Neurodegeneration in Males in a Mouse Model of Tauopathy.” Nature Neuroscience, May 2025, pp. 1–13. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-025-01966-7

牛津大学开发新型癌症预测算法，基于血液指标实现15种癌症早期筛查

英国癌症生存率长期落后于发达国家，主要因晚期确诊率高。伦敦玛丽女王大学与牛津大学的J. Hippisley-Cox & CA Coupland团队开发了两种新型预测算法，通过整合血液检测指标，显著提升了对15种癌症的早期识别能力，为临床决策提供更精准支持。

研究团队基于英格兰746万成年人的电子健康记录（包含QResearch和CPRD Gold数据库），开发了两种预测模型：基础模型（模型A）整合年龄、症状等传统因素，进阶模型（模型B）新增全血细胞计数（FBC）和肝功能检测（LFT）数据。采用多项式逻辑回归分性别建模，并通过启发式收缩因子验证避免过度拟合。结果显示，模型B在独立验证中表现出色：整体区分能力（AUROC）达0.876（男性）和0.844（女性），多类别区分指数（PDI）显示对睾丸癌（男性0.641）和子宫癌（女性0.439）分类效能突出。血液指标分析揭示，血小板升高与多种癌症正相关，中性粒细胞（neutrophil）在女性中广泛关联癌症风险。决策曲线分析表明，模型B在3%转诊阈值下，男性癌症敏感性达82.6%，较现有QCancer模型提升4.5个百分点。研究为无症状癌症的早期筛查提供了新工具。研究发表在 Nature Communications 上。

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Hippisley-Cox, J., and C. A. Coupland. “Development and External Validation of Prediction Algorithms to Improve Early Diagnosis of Cancer.” Nature Communications, vol. 16, no. 1, May 2025, p. 3660. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-025-57990-5

绘制“肠脑”图谱揭示新型神经网络，为胃肠道疾病治疗提供新靶点

肠道神经系统如何调控消化功能？卡罗琳斯卡医学院的Wei Li、Ulrika Marklund等团队通过单细胞测序技术，首次系统绘制了肠道粘膜下神经层图谱，发现三种神经细胞类型及其在液体平衡调控中的关键作用，为肠易激综合征（IBS）和炎症性肠病（IBD）治疗提供了新方向。

▷ 本研究中使用的非 ENS 细胞类型/结构及其相应标记物的示意图。Credit: Nature Neuroscience (2025).

研究团队采用单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术对小鼠小肠粘膜下神经层进行全面分析，结合转基因动物模型和病毒标记技术，揭示了三种神经细胞类型的分子特征和空间分布。其中smENC1作为新发现的感觉神经细胞类型，能够直接感知肠道内容物并通过神经递质协调其他细胞活动。研究发现这些细胞不仅相互连接形成网络，还与肠绒毛和肠嗜铬细胞（enterochromaffin cells，分泌血清素的特殊细胞）建立密切联系，共同调控营养吸收和体液平衡。发育分析表明，这些神经细胞通过逐步成熟过程形成，其机制与肠道肌间层神经细胞类似，但不同于中枢神经系统。该发现解释了为何肠道神经系统能独立运作，并为开发靶向特定神经细胞的药物提供了分子基础。研究发表在 Nature Neuroscience 上。

#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #个性化医疗 #肠道微生物

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Li, Wei, et al. “The Transcriptomes, Connections and Development of Submucosal Neuron Classes in the Mouse Small Intestine.” Nature Neuroscience, May 2025, pp. 1–14. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-025-01962-x

电休克疗法的"硬重置"机制

电休克疗法（ECT）的作用机制长期被简单归结为诱发癫痫发作。宾夕法尼亚大学的Zachary P. Rosenthal团队通过现代神经影像技术，首次发现ECT后出现的第二大脑事件——皮质扩散性去极化（CSD），这一发现可能彻底改变对ECT作用机制的理解和治疗方案。

▷ 扫描显示神经元荧光和血红蛋白吸收。Credit: University of Pennsylvania

研究团队采用光学神经成像（optical neuroimaging）监测小鼠和人类ECT过程中的脑活动。在小鼠模型中，他们证实ECT后必然出现缓慢移动的CSD波，能"重置"其路径上的几乎所有神经元。通过调整电极配置和脉冲参数，发现这些临床选择直接影响CSD波特性。在人类患者中，使用弥散光学监测技术首次检测到与CSD高度一致的脑血流和氧合变化波。这些发现挑战了ECT治疗86年来的核心假设，表明临床效果可能主要来自CSD而非癫痫发作本身。研究为ECT精准医疗提供了新生物标志物，未来可能通过监测CSD优化治疗方案。研究发表在 Nature Communications 上。

#疾病与健康 #神经调控 #心理健康与精神疾病 #神经机制与脑功能解析

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Rosenthal, Zachary P., et al. “Electroconvulsive Therapy Generates a Postictal Wave of Spreading Depolarization in Mice and Humans.” Nature Communications, vol. 16, no. 1, May 2025, p. 4619. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-025-59900-1

睡眠障碍和听力损失具有共同的生物学机制

睡眠障碍与听力损失如何相互影响？中国空军军医大学的Peng Zhang、Xiaogang An团队通过系统综述揭示，这两种常见健康问题通过氧化应激等机制形成恶性循环，为开发联合干预方案提供了理论依据。

研究团队整合分析了过去数十年的临床与基础研究数据，特别关注了不同睡眠阶段对听觉功能的影响。结果显示，在非快速眼动睡眠（NREM）阶段，大脑对声音信号的处理能力比快速眼动睡眠（REM）阶段显著增强（提升约300%）。听力损失患者由于对夜间环境噪音异常敏感，其睡眠中断频率比常人高出40%。

机制研究发现，睡眠障碍通过三种途径损害听力：持续激活的下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴导致内耳供血不足，促炎细胞因子TNF-α水平升高引发毛细胞凋亡，以及氧化应激造成耳蜗线粒体功能障碍。值得注意的是，成功治疗睡眠呼吸暂停可使相关听力下降风险降低31%，但目前仅9%的耳科诊疗方案包含睡眠评估。这些发现强调了"睡眠-听觉"双向调节的重要性，未来可能需要开发同时针对两种症状的神经调控技术。研究发表在 Neuroscience 上。

#疾病与健康 #神经调控 #跨学科整合 #氧化应激 #听觉康复

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Zhang, Peng, et al. “Echoes in the Night: How Sleep Quality Influences Auditory Health.” Neuroscience, vol. 577, June 2025, pp. 200–16. www.ibroneuroscience.org, https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2025.04.039

新型监测设备首次实现人类淋巴系统实时追踪

华盛顿大学医学院Jeffrey Iliff团队与Applied Cognition公司合作开发了首款可穿戴监测头帽，发现人类淋巴系统在多种睡眠阶段持续活跃，打破了传统"开关模式"认知，为神经退行性疾病治疗提供了新思路。

研究采用头戴式电极帽整合动态阻抗谱（EIS）技术，通过测量脑实质电阻（RP）变化反映淋巴液流动，同步记录脑电图和心血管参数。设备在1-256kHz频率范围内测量误差仅3%，时间分辨率达分钟级。两项临床研究纳入49名56-66岁参与者，数据显示淋巴系统在深度睡眠和REM睡眠均保持活跃，清除效率随睡眠时长呈梯度上升而非突变。对比增强MRI证实RP变化与淋巴溶质交换高度相关（r=0.82）。关键发现包括：RP降低与EEGδ波功率增加呈线性关系（P<0.001），与β波功率和心率呈负相关；睡眠中断导致RP回升速度延迟40%。该技术已用于筛选改善淋巴功能的候选药物，其中一种在早期临床试验中使清除效率提升35%。研究发表在 Nature Biomedical Engineering 上。

#疾病与健康 #神经调控 #个性化医疗 #阿尔茨海默病 #睡眠科学

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Dagum, Paul, et al. “A Wireless Device for Continuous Measurement of Brain Parenchymal Resistance Tracks Glymphatic Function in Humans.” Nature Biomedical Engineering, May 2025, pp. 1–21. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41551-025-01394-9

酒精滥用药物可阻断创伤后细胞死亡风暴，女性效果更显著

匹兹堡大学医学院Xuejing Sun、Timothy R. Billiar团队发现，用于治疗酗酒的药物双硫仑（disulfiram）能有效阻断Gasdermin D介导的细胞焦亡（pyroptosis），且对女性创伤患者的保护效果比男性显著提高40%。

研究采用创伤性出血小鼠模型（HS/T），测试了四种针对不同细胞死亡途径的抑制剂。通过代谢组学和蛋白质组学分析发现，抑制Gasdermin D（通过双硫仑或基因敲除）效果最佳，能逆转67%的"系统性风暴"——即创伤后细胞内容物大量释放引发的连锁反应。团队开发的GSDMD特异性多组学评分（GSOS）显示，女性创伤患者的炎症反应更强烈，这与动物实验结果一致：雌性小鼠对双硫仑治疗的反应比雄性高40%。机制上，Gasdermin D通过在细胞膜上形成孔洞导致细胞焦亡，而双硫仑能阻断这一过程。值得注意的是，该药物在创伤发生后给药仍有效，可显著提高血压恢复率和生存率。研究为开发性别差异化的精准创伤治疗方案提供了重要依据。研究发表在 Science Translational Medicine 上。

#疾病与健康 #个性化医疗 #创伤急救 #细胞焦亡 #性别差异

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Sun, Xuejing, et al. “Gasdermin D Drives the Systemic Storm and Mortality after Trauma with Hemorrhage to a Greater Degree in Biological Females than Males.” Science Translational Medicine, May 2025. world, www.science.org, https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.ado2622

碱基编辑技术成功阻断亨廷顿舞蹈症基因突变

如何阻止导致神经系统疾病的基因突变扩增？麻省理工学院和哈佛大学博德研究所的David R. Liu团队与波士顿儿童医院的Mandana Arbab等合作，开发出新型碱基编辑方法，成功在小鼠和患者细胞中稳定了致病DNA重复序列。

研究团队采用两种碱基编辑工具——胞嘧啶碱基编辑器（CBE，可将C•G变为T•A）和腺嘌呤碱基编辑器（ABE，可将A•T变为G•C），在亨廷顿舞蹈症的CAG重复序列和弗里德赖希共济失调的GAA重复序列中引入单碱基改变。这些改变模拟了自然发生的稳定突变，打断了重复序列的连续性。在患者来源的细胞实验中，经过编辑的细胞其重复序列长度保持稳定甚至缩短，而未经编辑的对照组细胞则持续扩增。

为验证体内效果，研究人员使用双AAV9载体（一种可靶向神经元的腺相关病毒）将编辑器递送至小鼠模型。结果显示，编辑后的重复序列在神经系统保持稳定，有效阻止了致病扩增。虽然碱基编辑可能在其他基因组区域产生脱靶效应，但研究发现大多数脱靶编辑发生在非编码区域，降低了潜在副作用风险。这项技术为研究40多种由类似机制引起的疾病提供了通用工具，有望加速相关治疗方法的开发。研究发表在 Nature Genetics 上。

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Matuszek, Zaneta, et al. “Base Editing of Trinucleotide Repeats That Cause Huntington’s Disease and Friedreich’s Ataxia Reduces Somatic Repeat Expansions in Patient Cells and in Mice.” Nature Genetics, May 2025, pp. 1–15. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41588-025-02172-8

为儿童设计的fMRI方法意外揭示老年女性大脑健康改善

脑血管健康评估需要更精准的方法，洛杉矶儿童医院Borzage实验室的Bethany L. Sussman团队测试新型fMRI技术时，发现绝经后女性大脑血管反应性（CVR）出现反常增强，这一发现可能改变对女性神经血管老化的认知。

▷ 男性和女性受试者大脑反应性地图对比了女性大脑中亮黄色（高反应性，健康）区域与男性大脑中更常见的低反应性区域（绿色和蓝色）。Credit: Borzage Laboratory, Children's Hospital Los Angeles

研究采用血氧水平依赖性脑血管反应性（BOLD-CVR）技术，通过精确调控受试者呼气末二氧化碳浓度，测量51-83岁53名成年人6个脑区的血管反应能力。结果显示，女性绝经后皮层下灰质、白质及双侧海马区的血管反应性随年龄增长显著提升（P≤0.058），而男性这些区域未见变化。特别在皮层下灰质和右侧海马，女性CVR值比男性平均高出15-20%（P≤0.048）。研究排除了血压、药物等混杂因素影响，推测可能与激素变化或月经相关贫血终止有关。该发现首次证实女性大脑存在独特的神经血管适应机制，为开发性别特异性中风预防策略提供依据。研究团队计划将这一原为儿童设计的技术应用于糖尿病、脑瘤等导致儿童血管加速老化疾病的研究。研究发表在 Stroke 上。

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Sussman, Bethany L., et al. “Sex Differences in the Neurovascular Health of Aging Adults.” Stroke, Feb. 2025. Hagerstown, MD, www.ahajournals.org, https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/STROKEAHA.125.051026

血液检测+AI影像：TBI诊断准确率飙升35%

创伤性脑损伤（TBI）诊断长期依赖过时的格拉斯哥昏迷量表（GCS），导致误诊和治疗障碍。西奈山伊坎医学院的Geoffrey T Manley和Kristen Dams-O'Connor等来自14个国家的94名专家开发了CBI-M新框架，整合临床、生物标志物、影像学和修饰因素四大维度，显著提升诊断精度。

研究团队在美国国立卫生研究院（NIH）支持下，通过6个国际工作组历时3年开发出CBI-M评估体系。临床支柱突破性地将GCS的三个子项（眼部/语言/运动反应）分别评估；生物标志物支柱通过血液检测（如GFAP蛋白）实现组织损伤量化，使40%患者免于不必要的CT扫描；影像学支柱结合高分辨率CT/MRI，对微小病变的检出率提升至90%；修饰因素支柱则首次系统评估合并症等影响因素。

试点数据显示，新框架使临床决策准确率提升35%，特别改善了"轻度TBI"患者的识别——这类患者中28%实际存在需要干预的病理改变。研究还发现，采用完整GCS评估（而非...