█ 神经科学
Nature：博贡蛾利用星空罗盘完成千里迁徙
Cell：章鱼如何用"触觉味觉"感知海洋微生物世界
大脑皮层网络快速重组以补偿丢失的神经元
大脑皮层面积决定能力，厚度影响疾病
自主神经系统是整体fMRI信号的关键驱动因素
塑造大脑形状的80个关键基因变异
人工神经网络揭示近体神经元如何表征身体周围的空间
大脑安全回路：为何危险来临时我们本能逃跑
DNA“分子胶水”可逆转衰老损伤
两种决定气味好恶的脑细胞类型
同步思考：大脑节律如何支持智力
海马体细胞同时编码θ和γ脑波的新机制
光线穿透技术突破4厘米限制，为大脑成像打开了新的大门
大脑用动态网络而非固定线路调节作息
清除杂乱：人们如何从记忆中保留重要信息
婴儿感知疼痛早于理解疼痛，大脑网络发育不同步
█ 认知科学
解析人类如何直观地应对不同的环境，为人工智能提供方向
工作记忆与长期记忆中的注意力机制存在可分离性
婴儿认知测试可预测30岁智力水平
凝视行为发展新发现：成人注视模式20岁才成型
为什么我们更难识别其他种族的面孔？
ChatGPT如何改变大脑：AI辅助写作的认知代价研究
我们通过情绪，而不是行动，来定义和划分事件
希望是过上有意义生活的关键
父亲心理健康影响孩子五大发育领域
█ 疾病与健康
Nature：PTSD患者大脑单细胞层面的基因调控异常
Cell：三抗细胞逆转衰老
Cell：新技术实现哺乳动物组织多模态遗传筛查
孤独症的不同遗传根源可能导致共同的大脑活动和行为
睡前简单回忆练习显著提升阿尔茨海默病患者记忆力
幽门螺杆菌蛋白片段可阻断阿尔茨海默病关键蛋白聚集
抑郁症亚型：不同的大脑特征，相同的症状
树鼩研究揭示夜间光照诱发抑郁的神经机制
精神药物改变肠道微生物组，影响双相障碍疗效
3D打印大脑模型揭示酒精如何损害神经系统
记忆与习惯：循证心理治疗的两大挑战
3D打印脊髓类器官为ALS研究开辟新途径
精准精神病学路线图：迈向基于生物学的精神障碍框架
█ AI 驱动科学
机器人群蓝图：模仿蜜蜂和蚂蚁的无中心建造方式
AI工具通过血液DNA片段分析实现快速经济的癌症监测
AI动态建模开发出广谱抗冠状病毒口服药
信息茧房悖论：电商环境下的群体共识与分化
可解释AI新突破：约束概念细化框架实现透明决策
视觉语言模型通过人工世界和3D场景描述获得空间推理能力
机器学习模型通过生活方式指标预测认知表现
几个月变几分钟：TACIT算法革新癌症治疗细胞识别技术
█ 大模型技术
新的LENS系统实现机器人超低能耗类脑导航
下一代神经网络：3D结构与递归循环带来突破性进展
晶圆级加速器：突破AI计算瓶颈的下一代芯片技术
生物语言统一解码：跨分子基础模型LucaOne突破生命密码
心理语言学家用胡言乱语解码ChatGPT语言处理机制
共情不再难，智能系统把他人痛苦翻译成你的语言
视觉语言模型革新环境自动检查：无需训练生成个性化巡检路线
大语言模型自我进化：SEAL框架实现自主适应学习
新基准揭示LLM与人类编程大师的显著差距
Transformer架构如何导致大语言模型的位置偏见
自动化还是增强？WORKBank数据库解码AI与人类最佳协作模式
3D-GRAND：百万级数据集助力AI更好理解三维世界
G-Memory：多智能体系统的分层记忆追踪技术
为智能体构建网络，而不是为网络构建智能体
多模态推理模型幻觉问题新解：RH-AUC指标揭示推理与感知的平衡
大语言模型推理能力被误判？实验设计缺陷引发准确度崩溃争议
otto-SR模型：48小时更新整套Cochrane评价
█ 意识与脑机接口
运动前感觉运动振荡通过门控皮层连接塑造主体感
默认模式网络：意识交汇与分离的神经枢纽
伪线性求和揭示人类前运动皮层多指运动的神经几何学
单凭脑干CT扫描无法独立确认脑死亡
无需生物信号的自主假肢手控制系统
Nature：博贡蛾利用星空罗盘完成千里迁徙
夜间迁徙昆虫如何导航？由David Dreyer、Henrik Mouritsen等跨国团队发现，澳大利亚博贡蛾能利用星空作为罗盘，在屏蔽地磁场环境下仍能保持正确迁徙方向，其大脑存在专门解码星空方向的神经机制。
研究团队在屏蔽地磁场的飞行模拟器中，观测到春/秋季迁徙的博贡蛾分别稳定飞向南方和北方。通过记录视觉中间神经元活动，发现特定神经元群对夜空旋转产生响应，且放电峰值与蛾类保持向南方向时高度同步。这些神经元可能构成类似鸟类“头部方向细胞”的导航网络，但首次在无脊椎动物中发现。实验还排除了月光等干扰因素，证实星座和银河是主要导航参考。该发现将动物星空导航能力推前至昆虫纲，为理解神经系统的空间编码进化提供了新视角。研究发表在 Nature 上。
#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #跨学科整合 #动物行为学 #迁徙导航
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Dreyer, David, et al. “Bogong Moths Use a Stellar Compass for Long-Distance Navigation at Night.” Nature, June 2025, pp. 1–7. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-09135-3
Cell：章鱼如何用"触觉味觉"感知海洋微生物世界
章鱼如何通过触觉感知海洋微生物？哈佛大学、加州大学圣地亚哥分校等机构的Rebecka J. Sepela、Hao Jiang、Yern-Hyerk Shin等研究人员发现，章鱼利用化学触觉受体（CRs）感知猎物和后代表面微生物分泌的信号，这些信号能引导其捕食和母性行为。
研究团队首先从章鱼猎物（螃蟹）和后代（卵）中分离可培养微生物组，分析其生物活性。通过分子鉴定发现，不同细菌菌株产生的特定分子能以微妙不同的结构构象结合单个化学触觉受体（CRs），引发独特的受体激活机制。这些微生物分子能导致同一受体渗透不同离子，产生差异化的细胞信号。环境分析显示这些微生物线索在特定表面富集，行为实验证实它们足以驱动章鱼的捕食和母性照顾行为。研究表明生态表面上的微生物组在初级感觉受体层面直接为动物行为提供信息，揭示了动物在微生物丰富的世界中进化出的精妙感知策略。研究发表在 Cell 上。
#神经科学 #跨学科整合 #微生物组 #化学感知 #动物行为
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“Environmental Microbiomes Drive Chemotactile Sensation in Octopus.” Cell, June 2025. www.sciencedirect.com, https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.05.033
大脑皮层网络快速重组以补偿丢失的神经元
大脑如何在神经元丢失时维持功能？美因茨大学医学中心、法兰克福高等研究院（FIAS）和希伯来大学的研究团队发现，大脑皮层网络能在短时间内重组，其他神经细胞会接管丢失神经元的功能。
研究团队使用小鼠模型，通过双光子钙成像和靶向微消融（microablation，选择性去除神经元）技术，研究了听觉皮层的神经元网络。他们去除30-40个对声音响应的神经元后，发现活动模式最初变得不稳定，但几天内恢复至接近原始状态。恢复主要由之前对声音无响应的神经元驱动，这些神经元获得新功能并填补丢失神经元的作用。抑制性神经元的靶向消融会导致更持久的扰动，表明其在稳定网络中起关键作用。研究揭示了大脑皮层通过神经元重组维持功能的机制，可能对理解衰老和神经退行性疾病有重要意义。研究发表在 Nature Neuroscience 上。
#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #神经调控 #计算模型与人工智能模拟
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Noda, Takahiro, et al. “Homeostasis of a Representational Map in the Neocortex.” Nature Neuroscience, June 2025, pp. 1–13. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-025-01982-7
大脑皮层面积决定能力，厚度影响疾病
大脑皮层形态如何影响人类心理能力与疾病风险？马斯特里赫特大学医学中心、乌得勒支大学的Bochao Danae Lin和Yunzhi Li团队通过大规模遗传数据分析，证实皮层表面积与厚度分别独立影响认知能力和精神疾病风险。
▷ 含 CP 的 SA 区域图。Credit: Nature Mental Health (2025).
研究团队利用增强神经影像遗传学（ENIGMA）项目的全球数据，采用孟德尔随机化方法（Mendelian randomization）克服传统研究的混杂因素限制。分析涵盖70个皮层形态指标与199种表型，发现大脑总表面积（TSA）通过增强信息处理容量，显著提升包括工作记忆、执行功能在内的18项认知能力指标。皮层平均厚度（MTH）则表现出保护效应：每增加1个标准差单位，精神分裂症风险降低19%。区域分析揭示颞叶横向区（transverse temporal gyrus）的表面积与认知呈正相关，而该区域厚度增加会升高精神分裂症风险。双向分析显示MTH与吸烟行为存在相互影响，提示尼古丁可能通过改变皮层结构影响成瘾行为。这些发现为理解脑结构-功能关系提供了因果证据，未来或可通过靶向皮层发育的干预措施改善心理健康。研究发表在 Nature Mental Health 上。
#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #心理健康与精神疾病 #老龄化 #社会认知
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Lin, Bochao Danae, et al. “Dissecting Causal Relationships between Cortical Morphology and Neuropsychiatric Disorders: A Bidirectional Mendelian Randomization Study.” Nature Mental Health, vol. 3, no. 6, June 2025, pp. 613–25. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s44220-025-00397-4
自主神经系统是整体fMRI信号的关键驱动因素
整体fMRI信号的起源是什么？加州大学洛杉矶分校的Taylor Bolt团队与多机构合作发现，这种覆盖全脑的信号模式主要由自主神经系统驱动，揭示了脑-身相互作用的新机制。研究结合多种生理监测技术，证实全局信号与心血管、呼吸等多系统变化同步波动。
▷ 整体 fMRI 波动与系统性生理变化相关。Credit: Nature Neuroscience (2025).
研究团队整合了Catie Chang收集的综合性fMRI数据集，包含丰富的生理记录（心血管、肺、外分泌等系统），并补充了多个独立数据集验证。通过分析低频率范围（0.01-0.1 Hz）的共波动，发现静息状态下全局fMRI信号与自主神经系统调控的多系统变化显著相关。实验显示，提示性深呼吸和间歇听觉刺激引发的唤醒状态，以及睡眠中的自发觉醒（通过非周期性EEG激活测量），都产生了相同的脑体共波动模式。值得注意的是，即使抑制呼气末二氧化碳变化，全局fMRI信号的空间结构仍保持稳定，表明呼吸驱动的动脉CO2波动并非信号唯一来源。这些发现确立了自主神经系统在产生全局fMRI信号中的核心地位，为理解觉醒反应的神经机制提供了新视角。研究发表在 Nature Neuroscience 上。
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Bolt, Taylor, et al. “Autonomic Physiological Coupling of the Global fMRI Signal.” Nature Neuroscience, vol. 28, no. 6, June 2025, pp. 1327–35. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-025-01945-y
塑造大脑形状的80个关键基因变异
于利希研究中心、杜塞尔多夫海因里希·海涅大学和慕尼黑亥姆霍兹大学的Sabrina A. Primus、Kaustubh R. Patil等研究人员发现，80个遗传变异显著影响22个皮层下脑区的几何形状，其中脑干相关变异最多（37个）。
▷ 不同脑结构中基因组风险位点的概述。Credit: Science Advances (2025).
研究团队采用拉普拉斯-贝尔特拉米谱（Laplace-Beltrami spectrum）量化大脑形状特征，这种方法通过一系列特征值生成每个脑区的"几何指纹"。在英国生物库19,862名健康参与者的数据基础上，研究人员进行了多变量全基因组关联研究（multivariate GWAS），同时分析每个脑区前49个特征值。结果显示，控制体积和表面积后，80个遗传变异与一个或多个脑区形状显著相关。这些变异中许多已知会影响脑区体积，现在被证明也影响复杂几何形状。脑干显示出最强的遗传关联，暗示其在神经发育中的特殊作用。部分变异与高血压、神经退行性疾病风险相关，表明脑形状变化可能反映疾病易感性。研究为开发神经精神疾病的早期诊断方法提供了遗传学基础。研究发表在 Science Advances 上。
#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #个性化医疗 #遗传学 #脑科学
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Primus, Sabrina A., et al. “Beyond Volume: Unraveling the Genetics of Human Brain Geometry.” Science Advances, June 2025. world, www.science.org, https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr1644
人工神经网络揭示近体神经元如何表征身体周围的空间
大脑如何表征身体周围的近体空间？中国科学院、意大利理工学院（IIT）等机构的Rory John Bufacchi、Gian Domenico Iannetti团队通过计算模型发现，近体神经元通过构建自我中心价值地图来动态映射环境，为神经机制提供统一解释。
▷ 人工动作值创建了以身体部位为中心的场，类似于生物体近体神经元。a，当物体在接触时提供奖励时，智能体会通过向正奖励物体（苹果）移动并远离负奖励物体（黄蜂）来最大化价值。b，运动指令塑造了以身体部位为中心的场。c，在同时进行拦截和回避任务上训练的人工神经网络自然地采用了模块化结构，这有利于在自我中心地图中使用（左图，网络图）。d，更多的子网络结构可带来更好的任务性能。Credit: Bufacchi et al
研究使用强化学习训练人工神经网络（ANNs），模拟智能体基于行动价值（如接触苹果获奖励、躲避黄蜂避惩罚）学习拦截或回避任务。ANNs 输出层神经元自发形成以身体部位为中心的感受野，其特性与生物神经元一致：感受野随刺激速度加快而扩展，工具使用可重塑其边界，高价值对象引发更强响应。网络结构呈现模块化，拦截和回避任务由独立子网络处理，模块化程度越高任务性能越优（实验显示子网络增加显著提升准确率）。该框架成功拟合恒河猴单神经元记录、功能磁共振成像（fMRI）及行为数据，证实自我中心价值地图可预测环境变化。研究为神经假肢和人机交互提供理论基础，例如帮助机器人自适应调整交互距离。研究发表在 Nature Neuroscience 上。
#神经科学 #计算模型与人工智能模拟 #神经机制与脑功能解析 #强化学习
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Bufacchi, Rory John, et al. “Egocentric Value Maps of the Near-Body Environment.” Nature Neuroscience, vol. 28, no. 6, June 2025, pp. 1336–47. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-025-01958-7
大脑安全回路：为何危险来临时我们本能逃跑
当安全与基本需求冲突时，大脑如何做出选择？哥本哈根大学的Nathalie Krauth, Christoffer Clemmensen和Ole Kiehn团队发现了一个关键神经回路，它能在危险情况下自动优先安全行为，这项发现揭示了大脑评估危险的神经机制。
▷ 左前额叶皮质（LHA）向脑干运动区投射谷氨酸能信号。Credit: Nature Neuroscience (2025).
研究团队采用光遗传学技术，精确激活小鼠下丘脑外侧（LHA）投射至脚桥核（PPN）的谷氨酸能神经元。在行为实验中，饥饿小鼠被置于觅食环境中，当研究人员激活该回路时，小鼠会立即放弃食物，转而寻找庇护所。值得注意的是，这种安全优先行为在异性存在时同样出现，表明该回路能覆盖社交需求。神经元记录显示，LHA-PPN通路的活性与安全寻求行为直接相关。进一步分析发现，这种机制不依赖外部威胁信号，而是构成了一种内在的安全评估系统。研究人员指出，类似的神经结构存在于所有脊椎动物大脑中，包括人类，可能解释了为何压力情境会引发焦虑反应。这项发现为理解大脑如何在多重需求间进行优先级排序提供了神经基础，也为焦虑障碍研究开辟了新方向。研究发表在 Nature Neuroscience 上。
#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #心理健康与精神疾病 #进化生物学 #行为神经科学
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Krauth, Nathalie, et al. “A Hypothalamus–Brainstem Circuit Governs the Prioritization of Safety over Essential Needs.” Nature Neuroscience, May 2025, pp. 1–13. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-025-01975-6
DNA“分子胶水”可逆转衰老损伤
DNA损伤如何导致神经退行性疾病？麦考瑞大学的Sina Shadfar团队发现蛋白质二硫键异构酶（PDI）具有修复DNA双链断裂的新功能，这为治疗阿尔茨海默病、帕金森病等年龄相关疾病提供了新靶点。
▷ 示意图展示了 PDI 通过 NHEJ 对 DSB DNA 损伤的保护作用。Credit: Aging Cell (2025).
研究团队首先在实验室诱导人类癌细胞和小鼠脑细胞的DNA双链断裂（DSB），发现当去除PDI时细胞修复能力显著下降，而重新引入PDI则能改善修复效率。通过超分辨率显微镜（SR）观察到，DNA损伤后PDI会从细胞质转移至细胞核，与γH2AX和53BP1等关键修复蛋白共定位。进一步实验证实，PDI通过非同源末端连接（NHEJ）途径发挥作用，且依赖其氧化还原活性而非蛋白折叠功能。在活体斑马鱼模型中，提升PDI表达使动物对年龄相关DNA损伤的抵抗力增强67%。值得注意的是，PDI在癌症中常被肿瘤细胞利用，因此该发现具有双重应用价值：既可开发增强神经元DNA修复的基因疗法，又可能通过抑制PDI提高化疗效果。研究团队正探索使用mRNA技术靶向递送PDI至脑细胞的方法。研究发表在 Aging Cell 上。
#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #意识模拟 #知觉康复
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Shadfar, Sina, et al. The Redox Activity of Protein Disulphide Isomerase Functions in Non‐Homologous End‐Joining Repair to Prevent DNA Damage. onlinelibrary.wiley.com, https://doi.org/10.1111/acel.70079. Accessed 19 June 2025
两种决定气味好恶的脑细胞类型
气味如何被大脑分类为好闻或难闻？佛罗里达大学健康学院的Sarah E. Sniffen、Dan Wesson等团队发现，基底外侧杏仁核（BLA）中两种基因独特的神经元（Drd1+和Drd2+）通过不同神经通路投射，决定气味引发的情绪反应。
研究采用小鼠模型（与人类共享神经化学相似性），通过行为实验训练小鼠将气味分类为积极或消极。结合光遗传学和神经通路追踪技术，团队发现BLA区的Drd1+和Drd2+神经元形成两条平行通路投射至腹侧纹状体不同亚区：当神经元投射至伏隔核（NAc）时触发厌恶反应，投射至管状纹状体（TuS）则产生愉悦反应。值得注意的是，同一神经元类型具备双向调控能力，其情绪编码功能取决于具体投射靶点。该机制可能解释创伤后应激障碍（PTSD）和孤独症患者的感官过敏现象，未来或可通过调控这些通路治疗相关症状。研究发表在 Molecular Psychiatry 上。
#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #心理健康与精神疾病 #嗅觉神经科学
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Sniffen, Sarah E., et al. “Directing Negative Emotional States through Parallel Genetically-Distinct Basolateral Amygdala Pathways to Ventral Striatum Subregions.” Molecular Psychiatry, June 2025, pp. 1–14. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41380-025-03075-0
同步思考：大脑节律如何支持智力
大脑如何通过神经同步实现高效认知？美因茨约翰内斯古腾堡大学的Anna-Lena Schubert团队发现，额中回θ 波（4-8Hz慢波）的灵活同步是智力关键，高认知能力者在决策时同步强度提升64%。
研究采用脑电图记录148名受试者完成规则转换任务时的神经活动。当受试者从判断数字奇偶切换到比较大小时，其大脑额中回θ波会像管弦乐队般协调全脑。结果显示，高智商群体在决策瞬间的θ波同步性（r=0.64）显著增强，但在任务准备期无此差异。这种动态调整能力解释了为何有些人能更好屏蔽干扰（如工作时的手机震动）。值得注意的是，持续同步反而不如灵活协调重要——额中回像指挥家，根据认知需求实时调整各脑区节奏。研究发表在 Journal of Experimental Psychology: General 上。
#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #认知控制 #脑电图技术 #个体差异
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Schubert, Anna-Lena, et al. “Trait Characteristics of Midfrontal Theta Connectivity as a Neurocognitive Measure of Cognitive Control and Its Relation to General Cognitive Abilities.” Journal of Experimental Psychology: General, 2025. APA PsycNet, https://doi.org/10.1037/xge0001780
海马体细胞同时编码θ和γ脑波的新机制
大脑如何通过不同频率脑波并行处理信息？佛罗里达大西洋大学Rodrigo Pena团队与荷兰合作者发现，海马体CA1锥体神经元能像多波段收音机般同时响应θ慢波和γ快波，
▷ G KA 、 G KDR 、 G KM 和 G NaP 决定 SS 和 BS 的发放率。Credit: PLOS Computational Biology (2025).
研究采用计算建模与电压成像技术，揭示单个神经元通过调整持续钠电流（GNaP）和延迟整流钾电流（GKDR）实现双重编码：高GNaP/低GKDR组合使神经元单脉冲锁定γ频率（30-100Hz），而低GNaP/高GKDR组合促使其爆发式放电锁定θ频率（3-12Hz）。特别值得注意的是，神经元在长时间静默后爆发概率显著增加，显示时间依赖性编码特性。这种机制使海马体能够同时处理空间导航（θ波相关）与细节信息（γ波相关），为理解阿尔茨海默病等空间记忆障碍的神经基础提供新视角。研究发表在 PLOS Computational Biology 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 #空间记忆 #脑波解码
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Ceballos, Cesar C., et al. “Interleaved Single and Bursting Spiking Resonance in Neurons.” PLOS Computational Biology, vol. 21, no. 5, May 2025, p. e1013126. PLoS Journals, https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1013126
光线穿透技术突破4厘米限制，为大脑成像打开了新的大门
近红外脑成像技术（fNIRS）因无法深入大脑而受限，格拉斯哥大学的Jack Radford团队检测到穿过整个成年人头部的光子，为研究深层脑区活动提供了新可能。
▷ 通过探测穿过成人整个头部的光子，可以探索大脑中光子传输的极限，从而进入目前非侵入式光学脑成像技术无法触及的大脑区域。Credit: J. Radford et al.
研究团队使用高功率脉冲激光（pulsed laser）和超灵敏探测器，在严格控制的环境中测量从头部一侧穿透到另一侧的光子。实验配合计算机模拟显示，光子确实能穿过整个头部，主要沿着脑脊液等低散射区域传播。研究克服了约10^18的光衰减，首次证明直径方向的光子探测可行。虽然目前技术仅适用于特定受试者（皮肤白皙无毛发）且需30分钟数据采集，但这一突破揭示了光学方法探测深层脑区（如小脑深部和中脑）的潜力。通过调整光源位置，可选择性探测不同脑区，为开发新一代非侵入式脑成像设备提供了理论支持。研究发表在 Neurophotonics 上。
#疾病与健康 #个性化医疗 #神经调控 #靶向治疗 #生物材料
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Radford, Jack, et al. “Photon Transport through the Entire Adult Human Head.” Neurophotonics, vol. 12, no. 2, May 2025, p. 025014. www.spiedigitallibrary.org, https://doi.org/10.1117/1.NPh.12.2.025014
大脑用动态网络而非固定线路调节作息
生物钟如何响应光信号实现精准调节？国立台湾大学和国立清华大学的Po-Ting Yeh、Shih-Kuo Chen等团队通过深部脑成像技术，首次揭示视交叉上核（SCN）采用动态网络而非线性通路处理光信号，颠覆了传统反射式调节理论。
研究团队采用双光子钙成像技术，在清醒小鼠下丘脑实现史上最深成像。结合TRAP基因标记和化学遗传学操控，发现SCN神经元对光呈现三类响应模式：约30%激活、20%抑制及50%无响应。关键发现是CT16时段（对应人类傍晚）的特定神经元群，其激活可突破生物钟对日间光信号不敏感的"死区"，诱导相位延迟。群体分析表明，尽管单个神经元响应具有随机性，但激活/抑制比例保持稳定（群体水平标准差<5%），提示网络存在动态平衡机制。人工激活这些神经元能使小鼠作息时间推迟2-3小时，且效果与自然光刺激相当。研究发表在 Nature Communications 上。
#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #神经调控 #跨学科整合 #计算模型与人工智能模拟
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Yeh, Po-Ting, et al. “Discrete Photoentrainment of Mammalian Central Clock Is Regulated by Bi-Stable Dynamic Network in the Suprachiasmatic Nucleus.” Nature Communications, vol. 16, no. 1, Apr. 2025, p. 3331. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-025-58661-1
清除杂乱：人们如何从记忆中保留重要信息
记忆中的有害细节如何被主动删除？威斯康星大学麦迪逊分校的Jiangang Shan和Bradley Postle团队通过脑电图（EEG）研究揭示了工作记忆中主动删除信息的神经机制，发现感知觉回路的兴奋性调节是关键。
研究团队设计了ABC-retrocuing工作记忆任务，近30名参与者在记住两项内容后，根据实验条件主动移除其中一项或被动忽略。通过记录EEG信号，团队发现主动移除触发独特的前向后传播脑电波，且感知觉回路对无关记忆项（IMI）的兴奋性显著降低。事件相关电位（ERP）分析显示，主动移除后，大脑对无关刺激“ping”的反应减弱，证实感知觉回路的增益被下调。行为数据进一步表明，主动移除使参与者对IMI的熟悉度下降更明显。这些发现支持了劫持适应模型（hijacked adaptation model），即主动移除通过自上而下调控感知觉回路的敏感性实现。该机制可能为治疗侵入性负面想法等心理健康问题提供新思路。研究发表在 Journal of Neuroscience 上。
#疾病与健康 #记忆机制 #神经机制与脑功能解析 #心理健康与精神疾病
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Shan, Jiangang, and Bradley R. Postle. “EEG Correlates of Active Removal from Working Memory.” Journal of Neuroscience, June 2025. www.jneurosci.org, https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2414-24.2025
婴儿感知疼痛早于理解疼痛，大脑网络发育不同步
新生儿如何体验疼痛？伦敦大学学院、伦敦大学学院医院和伦敦国王学院的Laura Jones、Lorenzo Fabrizi等研究人员发现，婴儿大脑中处理疼痛的三个网络（感觉、情感、认知）发育不同步：感觉网络最早成熟（孕34-36周），而理解疼痛意义的认知网络足月时仍未发育完全。这一发现解释了为何早产儿对医疗操作特别敏感。
研究团队利用人类连接组计划和发展中人类连接组计划的脑磁共振成像（MRI）数据，分析了372名早产儿（孕周26-42周）和98名成人的静息态功能连接。通过偏相关分析量化12个疼痛相关脑区的功能连接，发现感觉辨别网络（负责识别疼痛位置和强度）在孕34-36周率先达到成人水平，使婴儿能感知但无法理解疼痛。情感动机网络（产生疼痛厌恶感）在孕36-38周成熟，而认知评价网络（解读疼痛意义）直到足月后仍在发育。这些发现与团队2023年发现的早产儿无法适应重复疼痛的现象相印证，提示未成熟的认知网络限制了疼痛调节能力。研究为新生儿医疗操作的最佳时机选择和疼痛管理提供了神经科学依据。研究发表在 Pain 上。
#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #儿科医学 #疼痛管理 #发育神经科学
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Jones, Laura, et al. “Differential Maturation of the Brain Networks Required for the Sensory, Emotional, and Cognitive Aspects of Pain in Human Newborns.” PAIN, May 2022, p. 10.1097/j.pain.0000000000003619. journals.lww.com, https://doi.org/10.1097/j.pain.0000000000003619
认知科学
解析人类如何直观地应对不同的环境，为人工智能提供方向
人类如何瞬间判断环境中的行动可能性？阿姆斯特丹大学的Clemens G. Bartnik、Iris I. A. Groen团队通过脑成像技术发现，视觉皮层存在专门编码可供性的神经机制，这种高效认知模式远超当前AI能力，为开发更人性化的人工智能提供了新方向。
▷ 场景选择性 ROI。受试者 004 在 MNI-152 模板空间中的场景选择性 ROI（海马旁回位置区，PPA；枕骨位置区，OPA；内侧位置区，MPA）掩模（详情请参阅 SI 方法）。Credit: Proceedings of the National Academy of Sciences (2025).
研究使用功能磁共振成像（fMRI）记录参与者观看室内外场景时的脑活动，要求他们标注六种可能动作（行走/骑行/游泳等）。结果显示，海马旁回位置区（PPA）等视觉皮层区域能自动编码行动可能性，与物体识别形成独立表征。当比较包括GPT-4在内的AI模型时，发现其内部计算与人类神经活动差异显著——专门训练的深度神经网络（DNN）虽能部分模拟人类判断，但最佳模型对齐度仅达中等水平。研究者指出，人类感知与物理世界经验的紧密联系是AI难以复现的关键，这种差距在自动驾驶、救灾机器人等需要环境理解的应用中尤为明显。研究还强调，借鉴人脑高效处理机制可降低AI能耗，推动可持续发展。研究发表在 PNAS 上。
#认知科学 #计算模型与人工智能模拟 #神经机制与脑功能解析 #环境交互
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Bartnik, Clemens G., et al. “Representation of Locomotive Action Affordances in Human Behavior, Brains, and Deep Neural Networks.” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 122, no. 24, June 2025, p. e2414005122. world, www.pnas.org, https://doi.org/10.1073/pnas.2414005122
工作记忆与长期记忆中的注意力机制存在可分离性
记忆系统中的注意力如何分工？牛津大学的Dongyu Gong、Dejan Draschkow和Anna C. Nobre团队通过对比实验发现，工作记忆（WM）和长期记忆（LTM）采用部分独立的注意力机制，WM表现出更强的注意力效益和明确眼动关联。
研究采用回溯线索（retrocue）范式，要求健康青年被试在记忆保持阶段通过空间线索定向注意力。通过结合记忆检索与视觉辨别双任务，发现注意力定向使WM项目的检索速度提升23%，准确率提高15%，而LTM项目仅显示中等效益。眼动追踪揭示WM注意力伴随显著微眼跳，但LTM无此关联。在无关感知任务中，与WM注意位置匹配的视觉刺激辨别准确率提升32%，LTM位置匹配刺激提升18%，表明内部注意力会溢出影响感官处理。这些发现挑战了传统记忆层级模型，证明LTM检索可不完全依赖WM中介。研究为理解记忆系统架构提供了新视角，可能启发注意力障碍治疗策略开发。研究发表在 Nature Communications 上。
#认知科学 #记忆机制 #神经机制与脑功能解析 #注意力调控
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Gong, Dongyu, et al. “Focusing Attention in Working and Long-Term Memory through Dissociable Mechanisms.” Nature Communications, vol. 16, no. 1, May 2025, p. 4126. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-025-59359-0
婴儿认知测试可预测30岁智力水平
婴儿期认知能力如何影响终身智力？科罗拉多大学博尔德分校行为遗传学研究所的Daniel E. Gustavson和Chandra A. Reynolds团队通过30年双胞胎研究发现，7个月大的认知测试可预测约13%的30岁认知差异，且早期环境因素影响持久。
研究团队追踪1098对双胞胎从婴儿期到成年，在7个月时测量包括新奇偏好（novelty preference）和任务导向（task orientation）等7项认知指标。通过双胞胎比较法发现，同卵双胞胎认知相似性显著高于异卵双胞胎，证实基因的重要作用（7岁时遗传影响占30岁认知差异的49%）。同时，生命前两年的共享环境因素贡献了10%的成年认知差异，这种影响虽随年龄减弱但持久存在。多基因评分（PGS）分析显示，基于近百万样本的认知能力基因预测与30年追踪结果高度吻合。婴儿期简单行为测试（如对新玩具的偏好）与30年后复杂认知测试结果存在显著相关性（r=0.16-0.18）。研究为早期干预改善终身认知健康提供了科学依据。研究发表在 PNAS 上。
#认知科学 #疾病预防 #跨学科整合 #健康管理与寿命延长 #神经机制与脑功能解析
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Gustavson, Daniel E., et al. “Stability of General Cognitive Ability from Infancy to Adulthood: A Combined Twin and Genomic Investigation.” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 122, no. 21, May 2025, p. e2426531122. pnas.org (Atypon), https://doi.org/10.1073/pnas.2426531122
凝视行为发展新发现：成人注视模式20岁才成型
人类凝视行为如何随年龄发展？德国吉森尤斯图斯·李比希大学的Marcel Linka、Harun Karimpur和Benjamin de Haas团队通过博物馆眼动追踪实验发现，注视模式发展比预期更缓慢，直到20岁出头才完全成熟，且儿童期个体差异显著。
▷ 眼动追踪实验台及实验流程。Credit: Nature Human Behaviour (2025).
研究团队在德国Mathematikum科学博物馆设置自主眼动追踪展台，收集了6,720名5-72岁参与者的数据。参与者自由观看40个日常场景（每个3秒），研究人员分析其对文字、面部等对象的注视时间比例，以及空间注视偏差（如中心偏好和水平眼动优势）。结果显示，对文字的偏好发展最慢，直到20岁出头才达到成人水平；儿童注视模式个体差异显著，青春期逐渐趋同；空间注视偏差持续发展到青春期，与视觉皮层发育同步；老年人保持稳定注视策略。这些发现挑战了注视行为在童年早期即成熟的传统观点，表明视觉认知发展是长期过程。研究为理解"视觉饮食"（即日常视觉经验积累）如何塑造注视模式奠定了基础，未来将结合移动眼动追踪眼镜探索日常生活场景的影响。研究发表在 Nature Human Behaviour 上。
#认知科学 #神经机制与脑功能解析 #跨学科整合 #视觉发展 #眼动追踪
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Linka, Marcel, et al. “Protracted Development of Gaze Behaviour.” Nature Human Behaviour, June 2025, pp. 1–11. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41562-025-02191-9
为什么我们更难识别其他种族的面孔？
人类识别跨种族面孔的能力为何存在差异？斯旺西大学的Jeremy J. Tree和Alex L. Jones团队通过跨国实验发现，约1.3%-1.9%人群存在"其他种族失明症"，这种特异性识别障碍可能导致法律误判和社交困境。
研究团队收集英国、中国等7个国家参与者的数据，采用在线测试比较去特征化（移除头发/饰品等辅助特征）的面孔图像。通过三种分析方法发现：百分位排名法（调整回归均值）显示1.9%存在识别障碍；单案例分离法仅识别出0.25%纯粹特异性障碍；纯化其他种族效应（OEE）测量法则发现1.33%人群表现显著差异。贝叶斯模拟验证了这些结果的可靠性。值得注意的是，多数障碍者同时存在普遍性面孔处理缺陷，仅极少数为纯粹跨种族识别问题。在法律场景测试中，这类识别困难使错误目击指认风险提升55%，职场社交中也易产生沟通障碍。研究为制定减少偏见的政策提供了科学依据。研究发表在 Journal of Experimental Psychology: General 上。
#认知科学 #神经机制与脑功能解析 #跨学科整合 #社会心理学
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Tree, Jeremy J., and Alex L. Jones. “How Prevalent Is ‘Other Ethnicity Blindness’? Exploring the Extremes of Recognition Performance across Categories of Faces.” Journal of Experimental Psychology: General, vol. 154, no. 6, 2025, pp. 1485–504. APA PsycNet, https://doi.org/10.1037/xge0001730.
ChatGPT如何改变大脑：AI辅助写作的认知代价研究
MIT媒体实验室的Nataliya Kosmyna、Eugene Hauptmann、Pattie Maes等团队通过脑电图（EEG）和行为实验发现，使用AI辅助写作会降低大脑的神经连接强度，并削弱学习者的记忆和批判性思维能力。
研究将54名参与者分为LLM组、搜索引擎组和无辅助组，进行四轮写作实验。通过脑电图（EEG）分析发现，无辅助组表现出最强的神经连接，搜索引擎组次之，LLM组最弱。在第四轮实验中，从LLM转向无辅助的参与者表现出较弱的神经连接和α、β网络的低激活；而从无辅助转向LLM的参与者则表现出更高的记忆召回和枕顶叶及前额叶节点的重新激活。行为数据显示，LLM组参与者的写作归属感较低，且难以引用自己刚写过的内容。人类教师能够识别LLM生成的文本，因其结构和观点高度同质化。研究揭示了AI辅助写作可能带来的认知代价，为教育领域的技术应用提供了重要参考。
#认知科学 #神经机制与脑功能解析 #大模型技术 #教育技术 #AI驱动科学
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Kosmyna, Nataliya, et al. "Your Brain on ChatGPT: Accumulation of Cognitive Debt when Using an AI Assistant for Essay Writing Task." arXiv preprint arXiv:2506.08872 (2025).
我们通过情绪，而不是行动，来定义和划分事件
大脑如何将连续体验分割为有意义的事件？康奈尔大学的Ruiyi Chen和Khena Swallow团队发现，情绪变化（如愤怒转为释然）与事件边界判定高度相关，且效价变化（正负情绪转换）的影响比传统认为的动作变化更持久。
研究通过两个实验分析观众对商业电影（如《阿甘正传》《神探夏洛克》）的感知。在首个实验中，50名参与者分别标记情绪变化或事件边界（event segmentation），另10人量化情绪强度（arousal）和愉悦度（valence）。结果显示，情绪转换点与事件边界判定重合率达83%，且效价变化（如积极转消极）的预测力是动作变化的2.3倍。特别在《玉米饼汤》摔盘场景中，结合情绪突变的动作使边界判定概率达92%。第二个实验使用更长视频验证了情绪对粗粒度（coarse-grained）事件划分的贡献率达61%，远超细粒度划分。这表明情绪通过双重机制影响认知：即时吸引注意力，长期塑造记忆结构。研究为理解情绪障碍（如创伤后应激障碍）的记忆异常提供了新视角。研究发表在 Journal of Experimental Psychology: General 上。
#认知科学 #记忆机制 #神经机制与脑功能解析 #情绪研究
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Chen, Ruiyi, and Khena M. Swallow. “The Role of Emotional Content in Segmenting Naturalistic Videos into Events.” Journal of Experimental Psychology: General, 2025. APA PsycNet, https://doi.org/10.1037/xge0001783
希望是过上有意义生活的关键
密苏里大学Megan Edwards和Laura King团队联合北京大学研究者，通过六项跨文化研究（2,312名参与者）发现，希望是唯一能持续预测生活意义感的积极情绪，这一发现挑战了传统心理学将希望仅视为目标达成工具的认知。
研究采用多方法验证策略，包括横断面调查、中国样本的每日日记追踪和五波纵向设计。在控制其他积极情感（如愉悦amusement、满足contentment）及希望认知维度后，数据显示希望情绪能解释38%的意义感变异，且纵向追踪中希望对后续意义感的预测系数达β=0.21。两个情绪诱导实验（研究5-6）进一步揭示，虽然积极情境（如欢乐氛围）不能直接提升意义感，但通过激发希望情绪产生间接效应（间接效应量0.15）。团队据此提出科学化希望培养框架：识别"微小时刻"（如通勤时阳光）可激活前额叶预期系统；参与培育活动（如植树）通过具身认知强化未来导向思维。这些发现为心理干预提供了新靶点，例如针对抑郁症患者的希望情绪训练可能比传统认知疗法更有效。研究发表在 Emotion 上。
#心理健康与精神疾病 #意图与决策 #跨学科整合 #积极心理学
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Edwards, Megan E., et al. “Hope as a Meaningful Emotion: Hope, Positive Affect, and Meaning in Life.” Emotion, 2025. APA PsycNet, https://doi.org/10.1037/emo0001513
父亲心理健康影响孩子五大发育领域
父亲心理健康如何影响下一代？迪肯大学SEED终身研究中心的Delyse Hutchinson、詹姆斯库克大学的Sam Teague等组成的团队通过系统分析84项国际研究证实，父亲围产期抑郁、焦虑和压力会显著影响儿童社交情感、认知、语言和身体发育，其中产后阶段影响尤为突出。
研究团队采用系统回顾和荟萃分析方法，整合了来自48个人群队列的674个效应量数据。通过单变量随机效应模型量化发现，父亲精神困扰与儿童社交情感发育呈0.09相关性，与语言发育呈-0.15负相关。值得注意的是，产后精神困扰的影响强度是孕期的1.3-2倍，在语言发展领域差异最大（产后r=-0.18 vs 孕期r=-0.09）。团队开发的Rover移动应用采用基于正念的认知行为疗法（mindfulness-based CBT），在试验中使父亲的重度抑郁症状改善率达42%，焦虑症状减少38%。这些发现强调了围产期父亲心理健康筛查和支持的重要性，可能通过改善亲子互动质量、减少家庭冲突等机制影响儿童发展。研究发表在 JAMA Pediatrics 上。
#疾病与健康 #心理健康与精神疾病 #儿童发育 #家庭干预 #围产期护理
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Le Bas, Genevieve, et al. “Paternal Perinatal Depression, Anxiety, and Stress and Child Development: A Systematic Review and Meta-Analysis.” JAMA Pediatrics, June 2025. Silverchair, https://doi.org/10.1001/jamapediatrics.2025.0880
疾病与健康
Nature：PTSD患者大脑单细胞层面的基因调控异常
创伤后应激障碍（PTSD）如何在大脑细胞层面改变基因表达？耶鲁大学医学院Ahyeon Hwang、Mario Skarica和Matthew J. Girgenti等研究人员通过单细胞测序技术，首次全面绘制了PTSD患者大脑的分子图谱，揭示了抑制性神经元、小胶质细胞和内皮细胞的异常变化。
▷ PTSD 改变不同细胞类型基因表达的顺式调控。Credit: Nature (2025).
研究团队对111例死后人脑样本的背外侧前额叶皮层（DLPFC，与执行功能和情绪调节相关）进行了单核RNA测序（snRNA-seq）和染色质可及性测序（snATAC-seq），分析了超过200万个细胞核。他们发现PTSD患者中，抑制性神经元出现基因表达异常，特别是表达生长抑素（SST）的中间神经元功能受损，可能导致前额叶皮层过度兴奋，这与PTSD的过度警觉症状相关。小胶质细胞在PTSD中通讯减少，而在重度抑郁症（MDD）中却过度活跃，这一差异可能解释两种疾病的不同表现。此外，内皮细胞（构成血管的细胞）的基因组改变可能导致更多应激激素进入大脑。研究还鉴定出多个PTSD风险基因（如ELFN1、MAD1L1和KCNIP4）及其调控机制。这些发现为开发靶向特定细胞类型的PTSD治疗提供了新方向。研究发表在 Nature 上。
#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #心理健康与精神疾病 #单细胞测序 #表观遗传学
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Hwang, Ahyeon, et al. “Single-Cell Transcriptomic and Chromatin Dynamics of the Human Brain in PTSD.” Nature, June 2025, pp. 1–11. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-09083-y
Cell：三抗细胞逆转衰老
干细胞耗竭与衰老的关系是什么？外源性干细胞移植能否有效延缓衰老？中国科学院动物研究所刘光慧研究员、首都医科大学宣武医院王思研究员及中国科学院动物研究所曲静研究员团队通过基因改造构建了具有抗衰老、抗应激、抗恶性转化三重抗性的工程化人类抗衰型间充质祖细胞（SRC），并在灵长类动物模型中证实其可显著延缓多器官衰老进程。
研究团队运用合成生物学方法对长寿基因通路进行重编程，在人类间充质祖细胞中对长寿节点基因FOXO3进行双位点工程化改造（T757G/T943G），成功构建了SRC。通过44周的灵长类动物试验，向老年食蟹猴静脉注射SRC细胞疗法后，全身衰老指标如细胞衰老、慢性炎症和组织退化均显著减少，且未检测到不良反应。特别值得注意的是，SRC治疗改善了大脑结构和认知功能，并缓解了生殖系统的衰退：基于机器学习的衰老时钟分析显示，未成熟神经元生物学年龄被逆转了6-7岁，卵母细胞的生物学年龄则被逆转了5岁。进一步机制分析表明，SRC的恢复作用部分归因于其外泌体，这些外泌体在促进细胞年轻化、抑制慢性炎症以及维持基因组与表观基因组稳定性方面发挥了核心作用。研究为人类衰老干预提供了可定制的细胞治疗范式。研究发表在 Cell 上。
#疾病与健康 #健康管理与寿命延长 #干细胞疗法 #抗衰老 #外泌体
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Lei, Jinghui, et al. “Senescence-Resistant Human Mesenchymal Progenitor Cells Counter Aging in Primates.” Cell, vol. 0, no. 0, June 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.05.021
Cell：新技术实现哺乳动物组织多模态遗传筛查
理解组织功能需要多维度基因表型解析，但传统技术存在局限。哈佛大学庄小威团队开发出Perturb-Multi平台，首次在完整哺乳动物组织中实现成像与测序的联合遗传筛查，揭示了肝脏功能的基因调控网络。
研究团队开发的Perturb-Multi技术整合了两种方法：RCA-MERFISH成像技术可在原位捕获基因型和多重RNA-蛋白质表型，固定细胞Perturb-seq则实现了保留完整转录组的体内CRISPR筛选。通过该平台，研究人员对小鼠肝脏中数百个基因进行并行扰动，同步获取了单细胞分辨率的三类关键数据——基因表达谱、亚细胞形态特征和空间位置信息。应用结果显示，该方法成功解析了肝细胞分区（hepatocyte zonation）的动态调控机制，揭示了未折叠蛋白反应（UPR）和脂肪变性（steatosis）的遗传调控因子。该技术突破了传统单细胞测序或显微成像的单一维度限制，为构建组织水平的基因型-表型图谱提供了标准化工具。研究团队指出，产生的大规模多模态数据还可用于训练预测细胞功能的机器学习模型。研究发表在 Cell 上。
#疾病与健康 #跨学科整合 #基因调控 #多模态分析 #肝脏生理学
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Saunders, Reuben A., et al. “Perturb-Multimodal: A Platform for Pooled Genetic Screens with Imaging and Sequencing in Intact Mammalian Tissue.” Cell, vol. 0, no. 0, June 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.05.022
孤独症的不同遗传根源可能导致共同的大脑活动和行为
孤独症患者为何表现出相似的认知行为特征？明尼苏达大学医学院Jean-Paul Noel团队联合The International Brain Laboratory发现，不同基因突变的孤独症小鼠模型存在共同的神经计算异常模式，这可能是导致相似行为表现的基础。
▷ 自闭症小鼠模型中统计规律的使用减少。Credit: Nature Neuroscience (2025).
研究采用高产出啮齿类心理物理学（rodent psychophysics）、广泛行为建模和全脑单细胞细胞外记录技术，分析了Fmr1、Cntnap2和Shank3B三种基因突变小鼠模型。结果显示，所有模型均表现出决策过程中先验更新（prior updating）能力减弱的共同特征。与正常小鼠相比，这些模型的大脑活动模式发生了系统性改变：编码权重从感觉皮层向前额皮层转移。具体而言，前额区更多神经元编码与长期先验的偏差，而感觉皮层反应无法区分预期与非预期观察。这种神经计算异常导致小鼠难以根据新信息调整预期，表现为行为上的不灵活性。研究为理解不同遗传类型孤独症的共同神经机制提供了重要证据，并提示前额叶-感觉皮层回路可能是潜在干预靶点。研究发表在 Nature Neuroscience 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 #孤独症
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Noel, Jean-Paul, et al. “A Common Computational and Neural Anomaly across Mouse Models of Autism.” Nature Neuroscience, June 2025, pp. 1–14. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-025-01965-8
睡前简单回忆练习显著提升阿尔茨海默病患者记忆力
记忆衰退困扰着老年人和阿尔茨海默病（AD）患者，但现有干预措施往往成本高昂或伴随副作用。布里斯托大学的J. Blackman、V. Gabb等研究者发现，只需睡前花几分钟写下当天发生的五件事，就能显著提升次日记忆表现，且AD患者获益更明显。
▷ Credit: Neuropsychologia (2025).
研究采用RESTED-AD（远程评估睡眠以增强对早期痴呆症的理解）方案，招募26名参与者（8名AD患者和18名健康老年人）。参与者分别在两种条件下完成单词识别任务：标准条件和自传回忆条件（睡前记录5个当日事件）。结果显示，自传回忆使整体记忆准确率从82.0%提升至86.4%，效应量（Cohen's D）达0.452。虽然研究假设记忆改善可能通过增强非快速眼动睡眠（NREM）中的纺锤波活动（与记忆巩固相关的脑电波）实现，但EEG数据未支持这一机制。研究者推测，睡前回忆可能直接激活了海马体和内侧颞叶等记忆相关脑区。这种方法无需专业设备或药物，为认知衰退干预提供了新思路。研究发表在 Neuropsychologia 上。
#疾病与健康 #记忆机制 #神经调控 #老年认知 #阿尔茨海默病
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“A New Behavioural Intervention to Enhance Memory in Older People–Evening Autobiographical Recall.” Neuropsychologia, vol. 216, Sept. 2025, p. 109191. www.sciencedirect.com, https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2025.109191
幽门螺杆菌蛋白片段可阻断阿尔茨海默病关键蛋白聚集
阿尔茨海默病治疗面临靶点单一和副作用大的挑战。Zhen Jin、William Pallisgaard Olsen等13人团队发现，幽门螺杆菌CagA蛋白的N端片段（CagAN）能同时抑制β淀粉样蛋白和tau蛋白的毒性聚集，为多靶点治疗提供了新思路。
▷ 幽门螺杆菌 CagA 的生理学、结构组织和重组制备。Credit: Science Advances (2025).
研究团队从幽门螺杆菌中分离出CagA蛋白的N端片段CagAN，发现其能显著减少大肠杆菌和假单胞菌的生物膜形成。进一步实验显示，CagAN在实验室条件下几乎完全阻断了β淀粉样蛋白的聚集过程，电子显微镜观察证实处理组的纤维形成减少90%以上。通过核磁共振和计算机模拟，团队发现CagAN通过两种机制发挥作用：一是阻止单个蛋白分子相互靠近，二是干扰早期小聚集体的形成。令人惊讶的是，CagAN对tau蛋白（形成神经纤维缠结的蛋白）同样有效，且能抑制与2型糖尿病相关的IAPP蛋白和帕金森病相关的α-突触核蛋白的聚集。这种广谱抑制作用提示CagAN可能靶向淀粉样蛋白形成的共同机制。虽然所有实验目前仅在体外进行，但这一发现为开发同时针对多种神经退行性疾病的新疗法提供了可能。研究发表在 Science Advances 上。
#疾病与健康 #跨学科整合 #个性化医疗 #神经机制与脑功能解析
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Jin, Zhen, et al. “Helicobacter Pylori CagA Protein Is a Potent and Broad-Spectrum Amyloid Inhibitor.” Science Advances, June 2025. world, www.science.org, https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads7525
抑郁症亚型：不同的大脑特征，相同的症状
华盛顿大学医学院Janine D. Bijsterbosch团队联合宾夕法尼亚大学Yvette I. Sheline等研究者发现，相同抑郁症状可能对应不同大脑特征，首次证实多对一映射现象，为个性化治疗提供新方向。
▷ 该图描绘了抑郁症人群临床和神经生物学异质性之间关系的理论视角。(A)。在一对一理论中，每个临床特征预计与一个神经生物学解释存在一对一关联。(B)。在多对一理论中，多种不同的神经生物学机制可导致相同的临床表现。需要注意的是，一对一理论和多对一理论并不相互排斥，并且在某些临床分离的群体中可能观察到多对一映射，但在其他群体中则不会。异质性可以表现为分离良好的簇（C），也可以沿着更连续的维度变化（D）。Credit: Biological Psychiatry / Hannon et al.
研究利用英国生物银行（UK Biobank）多中心数据，通过临床分离分组（将抑郁症状分解为情绪低落、快感缺失等独立维度）筛选特定特征人群。神经影像驱动聚类（通过机器学习分析大脑结构和功能连接模式）显示，临床分离组的神经影像规范偏差（即与健康人群的差异程度）比混合症状组更显著。在急性损害组中，尽管患者临床表现完全相同，却存在两个稳定亚型：一组认知能力显著受损，另一组相对正常。这种多对一映射现象解释了既往研究结果的不一致性。特别值得注意的是，核磁共振（MRI）发现的神经生物学特征能预测传统症状筛查无法捕捉的认知衰退风险。研究发表在 Biological Psychiatry 上。
#疾病与健康 #个性化医疗 #阿尔茨海默病 #生物标志物 #血液检测
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Hannon, Kayla, et al. “Parsing Clinical and Neurobiological Sources of Heterogeneity in Depression.” Biological Psychiatry, vol. 0, no. 0, May 2025. www.biologicalpsychiatryjournal.com, https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2025.04.025
树鼩研究揭示夜间光照诱发抑郁的神经机制
夜间人造光如何影响情绪？中国科学技术大学Tian Xue、中国科学院昆明动物研究所Yonggang Yao和合肥学院Huan Zhao团队发现，长期蓝光暴露会通过视网膜-缰核-伏隔核通路诱发树鼩抑郁样行为，为光污染的心理健康影响提供了直接证据。
▷ LAN 通过与 pHb 相关的视觉通路在树鼩中发挥诱导抑郁的作用。Credit: MENG Jianjun
研究采用每晚2小时蓝光暴露（模拟室内照明）持续3周的实验设计。行为测试显示，树鼩出现典型抑郁症状：蔗糖偏好下降20%（快感缺乏指标），探索行为减少，长期记忆受损。通过神经追踪技术，团队首次鉴定出视网膜神经节细胞直接投射至缰核（pHb），进而连接伏隔核（NAc，情绪调节中枢）的视觉通路。关键实验证明，化学沉默pHb神经元可完全阻断光照的抑郁效应。RNA测序进一步揭示，NAc区域中多个抑郁相关基因表达发生显著改变，提示光照可能通过表观遗传机制产生长期影响。这项发现不仅解释了夜间光照致抑郁的神经生物学基础，还为开发针对性干预措施提供了新靶点。研究发表在 PNAS 上。
#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #心理健康与精神疾病 #光污染 #昼夜节律
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Miao, Ying, et al. “Light at Night Negatively Affects Mood in Diurnal Primate-like Tree Shrews via a Visual Pathway Related to the Perihabenular Nucleus.” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 122, no. 23, June 2025, p. e2411280122. pnas.org (Atypon), https://doi.org/10.1073/pnas.2411280122
精神药物改变肠道微生物组，影响双相障碍疗效
双相情感障碍（BP）患者对治疗反应差异显著，肠道菌群可能是关键因素。加拿大阿尔伯塔大学的Truong An Bui、Benjamin R. O'Croinin、Liz Dennett、Ian R. Winship和Andrew J. Greenshaw团队通过系统回顾12项研究，揭示了精神药物对肠道菌群的影响及其与治疗反应的关联。
▷ 环境因素对 BP 肠道菌群组成和神经化学信号传导的影响。Credit: Microbiology (2025).
研究团队分析了12项研究的数据，比较了接受药物治疗的BP患者、未治疗患者和健康对照组的肠道菌群差异。结果显示，对治疗有反应（抑郁症状缓解）的患者肠道菌群组成与健康个体更相似，而无反应者差异显著。具体而言，精神药物（如喹硫平quetiapine和锂盐lithium）增加了支持肠道健康的有益菌丰度，但也增加了与代谢功能障碍相关的致病菌。女性患者在治疗后表现出更显著的微生物多样性变化。此外，药物治疗还增加了与多重抗生素耐药性相关的肠道细菌。这些发现表明，肠道菌群可能作为预测治疗反应的生物标志物，并为个性化治疗策略提供新方向。然而，肠脑轴的作用机制尚不明确，需进一步研究以确定因果关系。研究发表在 Microbiology 上。
#疾病与健康 #心理健康与精神疾病 #个性化医疗 #肠脑轴 #双相情感障碍
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Bui, Truong An, et al. “Pharmaco-Psychiatry and Gut Microbiome: A Systematic Review of Effects of Psychotropic Drugs for Bipolar Disorder.” Microbiology, vol. 171, no. 6, 2025, p. 001568. Microbiology Society Journals, https://doi.org/10.1099/mic.0.001568
3D打印大脑模型揭示酒精如何损害神经系统
浦项科技大学的Mihyeon Bae, Joeng Ju Kim, Jinah Jang和Dong-Woo Cho团队开发出能精确模拟人脑的3D生物打印模型，首次实现酒精神经毒性的区域特异性可视化。
▷ 生物工程神经网络（BENN）应用示意图，该网络利用 3D 生物打印和电刺激技术。Credit: POSTECH
研究团队采用3D生物打印技术构建生物工程神经网络（BENN），将大脑分为灰质（神经元细胞体）和白质（轴突）两个仿生区域。通过电刺激引导轴突定向生长，形成排列整齐的神经通路。钙离子通量监测证实该模型具有与实际脑组织相似的电生理反应。研究使用0.03%乙醇（相当于适度饮酒）处理模型三周，发现灰质区域阿尔茨海默病相关蛋白（淀粉样β和tau）水平升高，白质区域神经纤维出现肿胀和扭曲等形态变化，神经信号传播显著减弱。这项研究首次实现了酒精神经毒性反应的区域特异性实时可视化和量化，为研究神经退行性疾病提供了新工具。研究发表在 International Journal of Extreme Manufacturing 上。
#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #3D生物打印 #神经退行性疾病 #酒精神经毒性
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Bae, Mihyeon, et al. “3D Bioprinted Unidirectional Neural Network and Its Application for Alcoholic Neurodegeneration.” International Journal of Extreme Manufacturing, vol. 7, no. 5, May 2025, p. 055003. Institute of Physics, https://doi.org/10.1088/2631-7990/add632
记忆与习惯：循证心理治疗的两大挑战
循证心理治疗（EBPTs）虽有效但常因患者记忆缺陷和习惯养成困难而受限。加州大学伯克利分校的Allison Harvey通过亲身参与育儿课程的经历，结合认知心理学和社会心理学研究，开发了记忆支持干预（MSI）和基于习惯的干预（HABITs）两种增强策略。
研究首先发现患者仅能记住约30%的治疗内容，且新习惯养成需要18-36周。针对记忆问题，团队开发了记忆支持干预（MSI），整合认知心理学中的编码策略和教育学中的重复强化技术。对于习惯形成，基于习惯的干预（HABITs）采用社会心理学中的情境提示和内在奖励机制。通过短信提示系统测试显示，定时行为提示（如晚上10点关灯）配合晨间反馈（如海豚睡眠趣闻奖励）可有效改善睡眠习惯。记忆支持策略使关键治疗点留存率提升，但研究也发现即使高度投入的患者（如Harvey本人）在数月后仍会遗忘大部分内容。这些发现表明，现有治疗模式需要系统性整合记忆和习惯形成科学。研究发表在 Behaviour Research and Therapy 上。
#疾病与健康 #心理健康与精神疾病 #记忆机制 #习惯形成 #循证治疗
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“Maximizing Benefits from Evidence-Based Psychological Treatments: Memory Support and Habit Formation as Key Strategies.” Behaviour Research and Therapy, vol. 191, Aug. 2025, p. 104767. www.sciencedirect.com, https://doi.org/10.1016/j.brat.2025.104767
3D打印脊髓类器官为ALS研究开辟新途径
ALS患者面临运动神经元不可逆损伤且缺乏有效治疗模型的困境。乌普萨拉大学Yilin Han、Elena N. Kozlova联合英国、挪威、瑞士等多国研究人员，成功开发出能模拟人类脊髓组织的3D打印类器官模型，为疾病研究和药物测试提供新工具。
研究团队首先将患者皮肤细胞重编程为诱导多能干细胞(iPSCs)，再分化为运动神经元祖细胞。通过优化生物墨水配方，采用软明胶基质混合载有生长因子的介孔二氧化硅颗粒，利用3D打印技术构建三维类器官。关键突破在于解决了神经突仅在支架表面生长的难题，新配方使神经纤维能在整个支架内部延伸。30天培养后，通过三维成像证实支架深处的细胞表达胆碱乙酰转移酶，显示细胞成熟度。与传统二维培养相比，该模型更接近人体脊髓组织结构，可模拟ALS病理微环境。研究为个性化药物筛选和精准医疗提供了新平台，未来还可扩展构建包含其他神经细胞的复杂模型。研究发表在 International Journal of Bioprinting 上。
#疾病与健康 #个性化医疗 #3D生物打印 #神经退行性疾病 #干细胞技术
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Han, Yilin, et al. “Differentiation of iPSC-Derived Neural Progenitors into Motor Neurons in 3D-Printed Bioscaffolds.” International Journal of Bioprinting, vol. 0, no. 0, 0, Feb. 2025, p. 5973. accscience.com, https://doi.org/10.36922/ijb.5973
精准精神病学路线图：迈向基于生物学的精神障碍框架
当前精神障碍分类系统缺乏生物学基础，导致诊断和治疗存在显著异质性。Martien J. H. Kas、Brenda W. J. H. Penninx等来自欧洲神经精神药理学学院（ECNP）的研究团队提出精准精神病学路线图（PPR），旨在整合症状、生物学和行为数据，推动精神障碍的精准诊断和治疗。
研究团队通过全球协作，协调转化研究方法和数据集，利用计算工具、高通量测序和数字数据（如智能手机和可穿戴设备）整合心理症状、环境暴露和生物活动。数字被动远程行为监测可提供实时、客观的行为跟踪，有望作为生物标志物或疗效终点。研究提出的精准精神病学框架将实现更精确的诊断分层和机制性治疗开发，超越现有诊断边界。例如，在双相情感障碍和精神分裂症网络（B-SNIP）研究中，患者可分为三种不同的生物型，对治疗反应各异。该框架将帮助识别这些亚群，提高治疗效果。研究发表在 Molecular Psychiatry 上。
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Kas, Martien J. H., et al. “Precision Psychiatry Roadmap: Towards a Biology-Informed Framework for Mental Disorders.” Molecular Psychiatry, June 2025, pp. 1–10. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41380-025-03070-5
AI驱动科学
机器人群蓝图：模仿蜜蜂和蚂蚁的无中心建造方式
传统制造业依赖精确规划，而自然界昆虫能通过简单规则协同建造复杂结构。宾夕法尼亚大学工程学院的Jiakun Lu、Xiaoheng Zhu、Walker Gosrich、Mark Yim和Jordan R. Raney团队开发出分布式机器人建造系统，在计算机模拟中实现了类似蜂窝的自组织建造，为制造业提供了新范式。
▷ 通过遵循数学规则，这些模拟机器人能够像蜜蜂一样行动，无需指令就能构建复杂的形状，这标志着受自然启发的制造业新前沿。Credit: Jordan Raney and Mark Yim
研究团队设计了12个行为变量（如转向角度和移动速度）控制虚拟机器人对局部环境的反应。通过数千次模拟发现，当机器人遵循“遇障碍转向”“保持间距”等简单规则时，能自发形成蜂窝状结构。与传统3D打印不同，该系统无需中央控制，单个机器人故障不影响整体进程。力学测试显示，通过调节转向随机性（stochasticity）可改变结构几何特征，适量无序使材料韧性提升30%。团队还建立了规则-结构-性能（rule-structure-property）关系框架，类比材料科学中的工艺-结构-性能关系。未来计划开发电化学沉积的微型机器人实现实物建造。研究发表在 Science Advances 上。
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Liu, Jiakun, et al. “Design of Nondeterministic Architected Structures via Bioinspired Distributed Agents.” Science Advances, vol. 11, no. 20, May 2025, p. eadu8260. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/sciadv.adu8260
AI工具通过血液DNA片段分析实现快速经济的癌症监测
现有癌症监测方法成本高且依赖突变筛查，不同患者突变差异导致结果不稳定。新加坡A*STAR基因组研究所Guanhua Zhu、Anders Jacobsen Skanderup团队开发了Fragle系统，通过AI分析DNA片段长度模式，实现仅需50新元的精准监测。
研究团队训练深度学习模型识别循环肿瘤DNA（ctDNA）特有的片段长度分布特征。与传统需要筛查特定突变的方法不同，Fragle直接分析全基因组cfDNA（cell-free DNA）片段大小，在多种癌症类型中验证显示其检测限低至0.1%突变频率。在结直肠癌患者中，纵向监测显示ctDNA水平变化与治疗响应高度一致；对于术后肺癌患者，Fragle预测微小残留病（MRD）的准确率比传统方法提高35%。临床优势包括：检测成本降低95%，与医院现有DNA分析流程兼容，且无需预先获知患者特定突变信息。目前正在100多名患者中开展每两月一次的监测研究，探索早期预测复发的可能性。研究发表在 Nature Biomedical Engineering 上。
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Zhu, Guanhua, et al. “A Deep-Learning Model for Quantifying Circulating Tumour DNA from the Density Distribution of DNA-Fragment Lengths.” Nature Biomedical Engineering, vol. 9, no. 3, Ma...
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