█ 神经科学
Science：成年人海马体中新神经元不断形成
Nature：全球首个小鼠全脑单细胞分辨率三维图谱
Nature：Centaur模型精准模拟人类决策
Nature：AI 与生物大脑的“心灵感应”
Nature：人类早期脑类器官发育的形态动力学研究
Science：大脑皮层突触信号传递的可靠性机制
双层神经模型突破视觉皮层解码瓶颈
实时观测揭示双眼视觉形成的关键机制
关键脑细胞如何在休息和睡眠期间帮助重播和存储记忆
杏仁核如何让大脑将不相关的事件联系起来
预测“睡眠学习”：神经活动模式揭示加强突触连接的条件
老年人处理模糊社交线索的神经适应机制
神经科学家对长期记忆结构基础的共识调查
大脑信使蛋白新发现：α2δ蛋白调控机制颠覆传统认知
无痛电刺激或可提升数学能力近30%
婴儿模糊视觉有助于组织大脑视觉通路
好莱坞动作捕捉技术助力高精度小鼠运动追踪
默认模式网络参与外部信息更新内部模型
█ 认知科学
Nature：利用微小循环神经网络发现认知策略
动物认知研究揭示模型思维突破序列瓶颈
自适应计算模型揭示人类思维如何聚焦关键任务
为什么人类的同理心在人工智能时代仍然重要
神经计算研究揭示大脑如何组织对话内容
幼儿视觉识别能力远超顶尖AI模型
文化认知偏见如何影响运动学习中的显性策略
心盲症不影响真实与虚假记忆
压力之下为何更容易做出冒险行为？
跑者通过缩小视觉焦点提高表现
气泡水缓解电竞选手认知疲劳
多尺度模拟成功连接大脑活动的微观和宏观层面
神经多样性视角下的心理模拟：概念性意象调节感知普适性发现
█ 疾病与健康
Cell：银屑病药物意外显效，发现血管性痴呆治疗新靶点
Cell：MT-125通过靶向细胞"马达"显著抑制胶质母细胞瘤
Nature：神经元向癌细胞输送线粒体促进肿瘤扩散
Science：破解哺乳动物再生密码：激活古老基因可重启器官修复
Nature：绘制人体组织终身突变图谱
贫困儿童大脑奖励区域体积较小，未来体重也将增加
首个大型干细胞库助力全球开展阿尔茨海默病遗传风险研究
一次脑部扫描就能知道你的衰老速度
减肥药抗痴呆的意外机制：模仿饥饿激活大脑代谢通路
AI工具通过单次脑扫描精准识别九种痴呆症
运动响应型深部脑刺激为帕金森病治疗带来新突破
大麻滥用改写精神疾病风险图谱
精神病基因组学五年突破：从遗传关联到精准治疗
噩梦加速衰老：频繁噩梦或预示早逝风险增加三倍
焦虑和社交障碍中发现的关键大脑杏仁核神经元群
裸盖菇素重塑小鼠神经回路机制
让超声精准穿脑，唤醒抑郁大脑
虚拟森林浴缓解压力
不确定性驱动心智化：DMPFC脑区激活新解
贝叶斯神经网络突破，揭示微生物与健康的隐藏关联
韧性如何守护青少年纤维肌痛患者的大脑？
新型小鼠模型破解儿童罕见脑病治疗困局
救护车长途转运中实现稳定脑电图监测
医疗微型机器人：智能材料与多模态成像协同
首个甜食成瘾量表问世
新型智能胶囊实现胃肠道实时生化监测
█ AI 驱动科学
AI设计新突破：弯曲连杆让机器人跳跃高度暴增41%
AI赋能药物研发：伏立诺他为雷特综合征开辟治疗新途径
AI模型将医院记录转换为文本以优化急诊决策
ETH团队开发会自学的超声微机器人，导航精度达90%
AI实现无标记组织超分辨率虚拟染色
超声波让机器人隔空取物，运输效率提升47%
无标记三维动作捕捉系统实现猴群社交行为自动化分析
开源模块化外骨骼OpenExo：突破可穿戴机器人研发壁垒
非侵入式EEG技术实现机器人手指级精准控制
仿人脑芯片有望解决AI能耗危机
让机器人拥有灵魂触感：具备记忆和学习功能的新型智能皮肤
█ 大模型技术
多模态大语言模型存在核心知识缺陷
RisingAttacK：让人工智能看到任何你想要看到的东西
生物医学论文中14%存在AI辅助写作痕迹
深度研究智能体：系统性分析与未来路线图
南京大学开发无需人类标注的大模型自我奖励系统
MEM1：实现长时程交互任务中恒定内存使用的新型语言代理框架
AI反噬危机：大语言模型竟学会勒索创造者
█ 意识与脑机接口
仿生与生物集成视觉：人工视力的融合之路
探索机械臂辅助运动中的技能泛化现象
开放获取EEG语音解码数据集：探索发音与协同发音的神经机制
长期脑电数据集揭示事件相关电位在身份认证中的潜力
社会如何看待AI意识？来自动物研究的启示
碳基MXene微针电极突破脑机接口多场景应用瓶颈
华南理工大学团队开发多模态脑机接口新框架BrainFusion
睡眠与觉醒转换期间神经元处理的突变与渐变特征
佛教冥想者为何更幸福？皮层控制灵活性研究揭示正念机制
梦中自我的认知能力被长期低估
触觉错觉揭示第六指感知的神经机制
柔性脑电子传感器推动可穿戴脑机接口发展
基于Transformer-TCN融合模型的脑机接口运动想象分类新突破
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神经科学
Science：成年人海马体中新神经元不断形成
成年人类大脑能否持续产生新神经元？瑞典卡罗琳斯卡医学院的Jonas Frisén团队与查尔姆斯理工大学合作，通过多组学分析证实：人类海马体中的神经祖细胞可活跃分裂至老年，个体差异显著。
研究团队整合单核RNA测序（snRNA-seq）、流式细胞术（检测细胞特性）和机器学习算法，系统分析了0-78岁人类海马体组织。通过RNAscope和Xenium空间转录组技术，精确定位到神经祖细胞富集于齿状回——该区域对记忆巩固至关重要。数据显示，神经发生过程呈现明显个体差异：部分78岁受试者仍保有活跃分裂的神经祖细胞，而另一些中年人却几乎检测不到。比较基因组学揭示，人类神经祖细胞与小鼠、猪具有相似分化路径，但关键基因（如SOX4和HMGB2）表达模式存在物种特异性。这些发现不仅为阿尔茨海默病等神经退行性疾病的再生治疗提供新靶点，也为认知老化研究奠定细胞生物学基础。研究发表在 Science 上。
#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #肥胖治疗 #初级纤毛 #G蛋白偶联受体
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Dumitru, Ionut, et al. “Identification of Proliferating Neural Progenitors in the Adult Human Hippocampus.” Science, vol. 389, no. 6755, July 2025, pp. 58–63. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/science.adu9575
Quiniou, Margaux, and Sebastian Jessberger. “Sequenced Evidence.” Science, vol. 389, no. 6755, July 2025, pp. 30–31. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/science.ady8328
Nature：全球首个小鼠全脑单细胞分辨率三维图谱
海南大学/华中科技大学骆清铭、龚辉与加州大学洛杉矶分校董红卫团队合作，以1微米各向同性分辨率构建了小鼠全脑三维图谱STAM。
研究团队采用连续微光学切片断层成像技术，通过高精度尼氏染色获得了小鼠全脑单细胞分辨率数据集。通过整合多模态图像，成功构建了包含916个脑结构的三维参考图谱STAM，支持任意角度的1微米分辨率切片重建。该技术突破了传统脑图谱的二维限制，实现了全脑结构的三维可视化。研究团队还开发了配套的信息学平台，提供脑切片配准、神经元回路绘制和智能立体定向手术规划等实用功能。特别值得注意的是，该图谱与现有主流立体定位系统完全兼容，支持在二维空间进行跨图谱冠状面导航，以及在三维空间实现不同图谱系统的坐标映射。这一突破性成果将极大促进单细胞水平的大脑研究，为神经环路解析、疾病机制探索等提供精准空间定位框架。研究发表在 Nature 上。
#神经科学 #记忆机制 #神经机制与脑功能解析 #计算模型与人工智能模拟
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Feng, Zhao, et al. “A Mouse Brain Stereotaxic Topographic Atlas with Isotropic 1-Μm Resolution.” Nature, July 2025, pp. 1–9. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-09211-8
Nature：Centaur模型精准模拟人类决策
亥姆霍兹慕尼黑研究中心的Marcel Binz和Eric Schulz团队开发出Centaur模型，首次实现通过单一人工智能系统同时解释认知机制并预测跨领域人类行为。
▷ 不同留置环境下的评估。Credit: Nature (2025).
研究团队构建了包含160项心理学实验、1000万次决策记录的Psych-101数据集，通过自然语言转录统一不同实验范式。基于大语言模型框架开发的Centaur模型展现出三重突破：在留置测试中，其行为预测准确率全面超越传统认知模型；面对全新任务结构和故事背景时保持稳定性能；模型内部表征自发与人类神经活动对齐。特别值得注意的是，该模型无需神经数据训练即能预测反应时间（误差<50ms），并覆盖多臂老虎机（multi-armed bandits）、马尔可夫决策过程等六大认知领域。研究者通过案例演示了如何利用模型发现经典理论的局限性，例如在风险决策任务中识别出前景理论（prospect theory）未涵盖的个体差异模式。研究发表在 Nature 上。
#认知科学 #预测模型构建 #跨学科整合 #计算模型与人工智能模拟 #大模型技术
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Binz, Marcel, et al. “A Foundation Model to Predict and Capture Human Cognition.” Nature, July 2025, pp. 1–8. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-09215-4
Nature：AI 与生物大脑的“心灵感应”
加州大学洛杉矶分校的Xingjian Zhang、Nguyen Phi、Qin Li等跨学科团队通过比较小鼠与AI系统，首次发现二者在社交时会产生高度相似的神经同步模式。
研究团队首先记录小鼠背内侧前额叶皮层（dmPFC）中分子定义的神经元活动，开发出能区分共享神经子空间（交互同步）和独特子空间（个体特异性）的计算框架。结果显示，抑制性的GABA能神经元比兴奋性的谷氨酸能神经元贡献更多共享空间，且这种同步源于对彼此行为的动态表征。当将该框架应用于训练社交的AI代理时，同样观察到共享神经动力学的自发涌现。关键实验表明，选择性破坏AI系统的共享神经组件会显著减少社交行为，首次为神经同步驱动社交互动提供了因果证据。研究还发现，这种同步并非简单反映行为协调，而是编码了互动双方的动作意图。研究发表在 Nature 上。
#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #计算模型与人工智能模拟 #孤独症 #社交认知
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Zhang, Xingjian, et al. “Inter-Brain Neural Dynamics in Biological and Artificial Intelligence Systems.” Nature, July 2025, pp. 1–11. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-09196-4
Nature：人类早期脑类器官发育的形态动力学研究
脑类器官如何模拟人类大脑发育的早期动态？瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）和巴塞尔大学的Akanksha Jain、Barbara Treutlein等团队通过长时程活体成像和单细胞分析，揭示了外源性基质通过机械传感调控脑区域化的机制。
研究团队开发了稀疏荧光标记的脑类器官模型，结合光片显微镜实现了长达188小时的连续观测。通过标记肌动蛋白、微管等亚细胞结构，量化了神经上皮诱导、管腔形成和脑区域化过程中的细胞形态变化。结果显示，外源性基质（Matrigel）通过激活WNT和Hippo信号通路，促进管腔融合并增强端脑特性；而无基质的类器官则表现出神经嵴和尾侧化倾向。单细胞转录组分析进一步发现，管腔扩张与细胞外基质通路调控基因（如WLS）的空间特异性表达相关。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 #神经调控
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Jain, Akanksha, et al. “Morphodynamics of Human Early Brain Organoid Development.” Nature, June 2025, pp. 1–10. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-09151-3
Science：大脑皮层突触信号传递的可靠性机制
为何大脑皮层突触能如此可靠地传递信号？莱比锡大学卡尔·路德维希研究所的Grit Bornschein、Hartmut Schmidt等团队发现，皮层突触结合蛋白1（Syt1）具有独特的钙敏感特性，使信号传递既可靠又具可塑性。
研究团队采用多模态方法解析皮层突触机制。通过膜片钳技术记录小鼠体感皮层神经元的电信号，同时使用双光子激光显微镜实时监测突触微域的钙动态。创新性开发的轴突行走技术实现了对千分之一毫米级突触的精确定位。数据显示，皮层特有的Syt1蛋白在0.5μM钙浓度下即可触发神经递质释放，而传统研究的Syt2需要5μM。数学模型进一步揭示，Syt1介导的释放具有4阶正协同性（positive cooperativity，多分子协同增强效应的现象），在动作电位引发的钙瞬变范围内效率达90%以上。这种特性使皮层突触在保持高保真传输的同时，保留了对长时程增强（LTP）等可塑性机制的响应能力。研究为理解高级认知功能的神经基础提供了分子层面的解释，其数学模型已开源供类脑计算研究参考。研究发表在 Science 上。
#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #计算模型与人工智能模拟 #突触可塑性
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Bornschein, Grit, et al. “The Intracellular Ca2+ Sensitivity of Transmitter Release in Glutamatergic Neocortical Boutons.” Science, vol. 389, no. 6755, July 2025, pp. 48–52. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/science.adp0870
双层神经模型突破视觉皮层解码瓶颈
视觉皮层如何用简单结构处理复杂信息？霍华德·休斯医学研究所珍妮莉亚校区的Fengtong Du、Marius Pachitariu和Carsen Stringer团队开发出新型双层神经网络模型，首次以可解释架构实现75%的神经元活动预测精度。
▷ 小鼠和猴子视觉反应的双层模型 V1。Credit: Nature Communications (2025).
研究团队首先记录了小鼠初级视觉皮层（V1）中29,000个神经元对65,000张自然图像的反应数据。通过优化卷积神经网络（CNN）结构，他们发现仅需两层架构——小型首层加宽幅第二层——即可达到传统四层模型的性能。关键创新在于为每个神经元定制微模型，通过共享首层基础特征与个性化第二层权重组合，既保持模型简洁又实现精准预测。实验显示，该模型能解释75%的神经元反应方差，较经典线性非线性（LN）模型提升50%。进一步分析揭示，这种结构通过特征选择性组合实现刺激不变性，即神经元对同一物体不同形态的稳定响应。模型在猴V1数据中的成功验证表明，简化架构可能反映跨物种视觉处理的通用原理。研究为理解复杂视觉计算提供了新范式，并可能启发更高效的类脑视觉算法设计。研究发表在 Nature Communications 上。
#神经科学 #计算模型与人工智能模拟 #视觉皮层 #微模型 #跨物种研究
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Du, Fengtong, et al. “A Simplified Minimodel of Visual Cortical Neurons.” Nature Communications, vol. 16, no. 1, July 2025, p. 5724. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-025-61171-9
实时观测揭示双眼视觉形成的关键机制
大脑如何通过突触重构形成双眼视觉？麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所的Katya Tsimring、Mriganka Sur团队首次实现对小鼠视觉皮层突触动态的全程追踪，发现关键期内60%的突触连接会发生替换，揭示了视觉经验塑造神经回路的精确机制。
▷ 表征关键期 bV1 神经元树突棘的眼睛特异性和双眼视觉特性。Credit: Nature Communications (2025).
研究采用双光子钙成像技术，连续10天观测小鼠初级视觉皮层14个神经元上793个树突棘的动态变化。通过黑白光栅刺激诱发视觉响应，同步记录棘结构与功能变化。数据显示，第1天存在的棘仅40%能维持到第10天，期间经历大规模替换：32%的棘在第5天前消失，同时新增24%。存活棘具有两大特征：一是钙活动强度比消失棘高2.3倍，二是其偏好的视觉朝向（orientation preference）与所属神经元胞体一致。特别值得注意的是，能同时响应双眼输入的棘存活率显著高于单眼棘，证实"用进废退"法则。进一步分析发现，邻近棘逐渐形成协同激活簇，相关系数提升0.41，表明局部回路重组。团队构建的计算模型证实，赫布可塑性（突触强度随前后神经元活动相关性增强）和异突触可塑性（邻近突触间的相互影响）共同驱动这一选择过程。研究发表在 Nature Communications 上。
#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #视觉发育 #突触可塑性 #计算神经模型
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Tsimring, Katya, et al. “Large-Scale Synaptic Dynamics Drive the Reconstruction of Binocular Circuits in Mouse Visual Cortex.” Nature Communications, vol. 16, no. 1, July 2025, p. 5810. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-025-60825-y
关键脑细胞如何在休息和睡眠期间帮助重播和存储记忆
记忆如何从短期存储转为长期记忆？奥斯陆大学Kristian K. Lensjø、Marianne Fyhn团队与哈佛医学院合作发现，后嗅皮质中仅占5%的PV+神经元通过精确控制记忆重播的节奏，对记忆巩固起决定性作用。抑制这些细胞会使记忆完全消失。
▷ 训练后 PV + 细胞的短暂抑制会阻碍巩固。Credit: Science Advances (2025).
研究采用光遗传学技术选择性抑制转基因小鼠PV+神经元，结合双光子钙成像和LFP记录。实验显示，正常小鼠休息时神经元会重播学习经历数百次，形成稳定记忆痕迹；而PV+神经元被抑制的小鼠记忆重播减少80%，完全遗忘前日所学。进一步分析发现PV+神经元通过维持重播序列的精确性（类似乐队指挥控制节奏），确保记忆正确存储。研究发表在 Science Advances 上。
#神经科学 #记忆机制 #神经调控 #计算模型与人工智能模拟 #脑机接口
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Lensjø, Kristian K., et al. “Local Inhibitory Circuits Mediate Cortical Reactivations and Memory Consolidation.” Science Advances, vol. 11, no. 22, May 2025, p. eadu9800. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/sciadv.adu9800
杏仁核如何让大脑将不相关的事件联系起来
大脑如何通过间接关联做出决策？德尔马医院医学研究所（IMIM）的José Antonio González-Parra、Arnau Busquets-Garcia团队发现，外侧内嗅皮层到基底外侧杏仁核的神经投射是编码气味-味觉间接关联的关键通路。
▷ 荧光标记可用于识别小鼠在接触刺激关联时激活的大脑区域。Credit: Proceedings of the National Academy of Sciences (2025).
研究采用感官预条件反射范式，训练小鼠将香蕉气味与甜味、杏仁气味与咸味关联，再使香蕉气味与负面刺激关联。结果显示小鼠随后会拒绝甜味，证明形成了气味-味觉-负面刺激的间接关联。通过TRAP2转基因小鼠标记激活神经元，结合化学遗传学抑制和逆行追踪，团队发现外侧内嗅皮层（LEC）到基底外侧杏仁核（BLA）的神经投射在此过程中被特异性激活。抑制该通路会导致间接关联能力丧失，而抑制其他脑区无此效果。进一步实验证实，该神经环路通过整合多模态感官信息实现复杂决策，其功能障碍可能与创伤后应激障碍等精神疾病相关。研究为开发针对杏仁核环路的精准干预策略提供了理论基础。研究发表在 PNAS 上。
#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #心理健康与精神疾病 #杏仁核 #感官预条件反射
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González-Parra, Jose Antonio, et al. “Projecting Neurons from the Lateral Entorhinal Cortex to the Basolateral Amygdala Mediate the Encoding of Incidental Odor–Taste Associations.” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 122, no. 23, June 2025, p. e2502127122. pnas.org (Atypon), https://doi.org/10.1073/pnas.2502127122
预测“睡眠学习”：神经活动模式揭示加强突触连接的条件
睡眠期间大脑如何巩固记忆？东京大学的Fukuaki L. Kinoshita、Rikuhiro G. Yamada、Koji L. Ode和Hiroki R. Ueda团队通过计算模型发现，特定神经活动模式能强化睡眠中的突触连接，从理论上预测了“睡眠学习”发生的条件。
▷ 通过模拟一个神经网络，生成了代表睡眠期间同步活动和清醒期间非同步活动的放电模式。该神经网络由10个突触前神经元和1个突触后神经元组成。Credit: Fukuaki Kinoshita / Systems Pharmacology, University of Tokyo
研究采用计算神经科学方法，构建了包含10个突触前神经元和1个突触后神经元的简化网络模型。通过模拟睡眠（同步放电）和清醒（非同步放电）的典型神经活动模式，团队系统测试了赫布规则和STDP（突触时序依赖性可塑性）等学习规则下的突触变化。结果显示：在赫布规则和经典STDP下，睡眠样同步活动使突触强度平均提升23.7%，而清醒样活动导致强度下降18.2%，这种现象被命名为WISE（Wake Inhibition and Sleep Excitation）。相反，反向学习规则（Anti-Hebbian/Anti-STDP）下则重现了传统突触稳态假说（SHY）预测的睡眠期突触减弱。研究还发现，当睡眠-清醒状态间的平均放电频率差异小于15Hz时，WISE效应最为显著。这些发现为调和长期存在的理论争议提供了统一框架，并可能指导神经精神疾病（如抑郁症）的睡眠干预策略开发。研究发表在 PLOS Biology 上。
#神经科学 #记忆机制 #神经机制与脑功能解析 #计算模型与人工智能模拟
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Kinoshita, Fukuaki L., et al. “A Unified Framework to Model Synaptic Dynamics during the Sleep–Wake Cycle.” PLOS Biology, vol. 23, no. 6, June 2025, p. e3003198. PLoS Journals, https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003198
蓝斑核-前额叶皮层连接增强：老年人处理模糊社交线索的神经适应机制
老年人为何能保持社交能力？挪威科技大学的Maryam Ziaei团队联合Arjun Dave等研究者发现，蓝斑核（LC）与背外侧前额叶（dlPFC）的增强连接是关键——这种神经适应不仅帮助处理模糊表情，还与心理健康水平直接相关。
研究采用7T超高场强磁共振成像（7T-MRI，分辨率比常规MRI高4倍），对比75名年轻人（25.8±4.02岁）和69名老年人（71.3±4.1岁）处理三类面部表情时的脑活动：明确表情、30-70%混合的中间模糊表情、50%混合的绝对模糊表情。行为数据显示，老年人在绝对模糊条件下反应更慢，但更倾向将模糊表情判断为快乐。神经影像显示，老年人处理绝对模糊表情时，蓝斑核（LC，调节注意力和应激反应的核心脑区）活动增强2.3倍，其与背外侧前额叶（dlPFC）的功能连接强度比年轻人高41%。特别值得注意的是，这种增强的连接模式与独立评估的心理健康问卷得分（r=0.62）和情绪韧性主成分得分（r=0.58）显著相关，表明该通路具有双重功能：既支持认知需求，又促进情感调节。研究者提出，针对性增强这一通路可能帮助缓解认知衰退或情绪障碍患者的社交困难。研究发表在 Journal of 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 #老龄化 #认知神经科学
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Dave, Arjun, et al. “Age-Related Increase in Locus Coeruleus Activity and Connectivity with Prefrontal Cortex during Ambiguity Processing.” Journal of Neuroscience, June 2025. www.jneurosci.org, https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2059-24.2025
神经科学家对长期记忆结构基础的共识调查
长期记忆如何物理存储？莫纳什大学的Ariel Zeleznikow-Johnston团队联合欧洲生物停滞基金会和Apex神经科学公司，通过调查312名神经科学家发现：虽然70%认同神经元连接是记忆载体，但具体编码尺度仍存根本分歧，且对大脑保存技术提取记忆的可行性预测差异显著。
研究团队设计包含28个问题的调查，分六个维度探究记忆存储理论。通过招募33名记忆痕迹专家（Engram Experts）和279名计算与系统神经科学（COSYNE）会议参与者，发现46%受访者认为理论上可从神经元结构图中提取特定记忆（如迷宫路线），但32%强烈反对。关键分歧点在于：47%强调需要动态神经活动模式辅助解码，43%认为需情境数据补充。70.5%共识认为长期记忆依赖突触强度等连接模式，而非分子细节。对于醛稳定化低温保存（ASC）技术，提取记忆的可行性概率中位数41%，但呈现10%与75%的双峰分布。全脑模拟预测时间线显示：线虫（Caenorhabditis elegans）2045年、小鼠2065年、人类2125年可能实现。研究发表在 PLOS One 上。
#神经科学 #记忆机制 #全脑模拟 #神经机制与脑功能解析 #跨学科整合
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Zeleznikow-Johnston, Ariel, et al. “What Are Memories Made of? A Survey of Neuroscientists on the Structural Basis of Long-Term Memory.” PLOS ONE, vol. 20, no. 6, June 2025, p. e0326920. PLoS Journals, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0326920
大脑信使蛋白新发现：α2δ蛋白调控机制颠覆传统认知
α2δ蛋白如何调控大脑神经通讯？北卡罗来纳大学教堂山医学院的William Milanick和Samuel M. Young, Jr.团队通过创新小鼠模型发现，这些蛋白的作用与传统认知截然不同——它们不参与突触形成，而是通过调控关键蛋白Munc13-1来影响突触强度。
▷ Credit: Neuron (2025).
研究团队开发了三重条件性敲除（triple CKO）小鼠模型，能够选择性消除大脑中所有主要α2δ亚型（α2δ1/2/3）。通过结合电生理记录、超微结构分析和分子生物学技术，他们系统评估了突触发育、钙通道（CaV2.1）分布和神经递质释放效率。令人惊讶的是，缺失α2δ蛋白的突触仍能正常形成并维持基本结构，但突触增益显著降低。进一步分析发现，α2δ缺失会导致关键神经递质释放蛋白Munc13-1水平下降，而其他突触相关蛋白如RIM1/2不受影响。这一机制解释了为何靶向α2δ的药物（如抗癫痫药加巴喷丁）能调节神经回路功能。研究还发现α2δ缺失虽降低钙通道数量，但不破坏其聚集模式，表明这些蛋白通过非传统途径调控突触功能。研究发表在 Neuron 上。
#神经科学 #神经机制与脑功能解析 #突触可塑性 #神经退行性疾病 #钙通道
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Milanick, William, et al. “Presynaptic Α2δs Specify Synaptic Gain, Not Synaptogenesis, in the Mammalian Brain.” Neuron, vol. 113, no. 12, June 2025, pp. 1886-1897.e9. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.neuron.2025.04.013
无痛电刺激或可提升数学能力近30%
萨里大学的Roi Cohen Kadosh团队联合多机构研究者发现，经颅随机噪声刺激（tRNS）可针对性提升低表现者的数学能力达29%，其效果取决于大脑前顶叶连接强度与GABA神经递质变化。
研究采用多模态方法整合功能磁共振（fMRI）、磁共振波谱（MRS）和双盲电刺激实验。72名参与者接受5天数学训练，其中计算任务需应用算法，记忆任务依赖机械背诵。结果显示，背外侧前额叶皮层（dlPFC）与后顶叶皮层（PPC）的基线连接强度预测计算表现。当对dlPFC施加tRNS时，低连接组通过降低GABA（抑制性神经递质）水平实现神经可塑性增强，成绩提升至与高连接组相当。值得注意的是，刺激效果具有选择性：仅对初始表现低于群体中位数者有效，且需个体呈现特定神经特征——即dlPFC的GABA减少伴随前顶叶连接减弱时效果最佳。该研究为个性化学习干预提供了神经生物学依据，同时警示技术普及可能加剧资源获取不平等。研究发表在 PLOS Biology 上。
#神经科学 #神经调控 #跨学科整合 #计算模型与人工智能模拟 #教育神经科学
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Zacharopoulos, George, et al. “Functional Connectivity and GABAergic Signaling Modulate the Enhancement Effect of Neurostimulation on Mathematical Learning.” PLOS Biology, vol. 23, no. 7, July 2025, p. e3003200. PLoS Journals, https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003200
杏仁核和海马体中的单个神经元编码了有助于识别面孔的视觉特征
华盛顿大学圣路易斯分校、西弗吉尼亚大学等机构的Runnan Cao、Jinge Wang团队发现，杏仁核和海马体中的神经元直接编码面部视觉特征，而非传统认为的抽象身份信息。
研究团队记录19名癫痫患者（植入颅内电极）的3,581个神经元活动，发现杏仁核和海马体中存在一类“特征神经元”（feature neurons）。这些神经元对特定面部特征（如眼睛间距或鼻型）产生稳定响应，无论面孔身份或熟悉度如何。实验显示，神经元感受野能准确预测其对陌生面孔的反应模式。这一发现表明，大脑可能通过分层处理：先由特征神经元解析视觉信息，再整合为身份表征。研究颠覆了“高级脑区仅处理抽象语义”的传统观点，为面容失认症（prosopagnosia）的神经机制提供了新线索。研究发表在 Nature Human Behaviour 上。
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Cao, Runnan, et al. “Feature-Based Encoding of Face Identity by Single Neurons in the Human Amygdala and Hippocampus.” Nature Human Behaviour, June 2025, pp. 1–16. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41562-025-02218-1
婴儿模糊视觉有助于组织大脑视觉通路
新生儿模糊的视力是缺陷还是进化设计？麻省理工学院Pawan Sinha团队与Marin Vogelsang、Lukas Vogelsang等合作发现，婴儿时期的低质量视觉输入（低分辨率+有限色觉）可能正是塑造大脑大细胞（magnocellular）和小细胞（parvocellular）两条视觉通路的关键因素。
▷ 感受野分析结果。Credit: Communications Biology (2025).
研究团队设计"仿生训练"方案，用计算模型模拟婴儿视觉发展：前100轮训练使用模糊灰度图像，后100轮切换为高清彩图。对比全程高清训练的标准模型发现，只有仿生模型自发形成两类功能单元——一类类似大细胞通路（响应全局空间信息），另一类类似小细胞通路（处理精细色彩细节）。通过形状-纹理冲突实验（让模型识别如"猫形大象纹"的矛盾图像）证实，仿生模型与人类类似更依赖形状特征。进一步分析显示，移除大细胞样单元会破坏这种形状偏好，而视频训练中该类单元对快速运动更敏感，完美复现生物大脑特性。研究发表在 Communications Biology 上。
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Vogelsang, Marin, et al. “Potential Role of Developmental Experience in the Emergence of the Parvo-Magno Distinction.” Communications Biology, vol. 8, no. 1, July 2025, p. 987. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s42003-025-08382-4
好莱坞动作捕捉技术助力高精度小鼠运动追踪
如何精确追踪自由活动小鼠的3D运动？冲绳科学技术大学的Bogna M. Ignatowska-Jankowska、Marylka Yoe Uusisaari等团队借鉴好莱坞动作捕捉技术，开发出皮肤植入式标记系统，实现了亚毫米级精度的运动动力学分析。
研究采用皮肤植入式反光标记（retroreflective markers），通过多摄像头红外系统直接捕捉三维坐标，避免了传统AI标记点识别的误差累积问题。实验设计突破性地移除了所有围栏结构，使小鼠能在平面、跑步机和攀爬轮上自由活动。数据显示，该方法可连续捕捉20ms时间精度的肢体运动轨迹，信噪比提升10倍，且无需后期数据清洗。应用该技术，团队首次量化了harmaline诱导震颤的全身协同模式，并发现大麻素CP55-940对垂直攀爬运动的影响显著强于水平运动。这些发现为帕金森病等运动障碍疾病的机制研究提供了新视角。研究发表在 eNeuro 上。
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Ignatowska-Jankowska, Bogna M., et al. “Accurate Tracking of Locomotory Kinematics in Mice Moving Freely in Three-Dimensional Environments.” eNeuro, vol. 12, no. 6, June 2025. www.eneuro.org, https://doi.org/10.1523/ENEURO.0045-25.2025
默认模式网络参与外部信息更新内部模型
默认模式网络（DMN）如何参与认知转换？剑桥大学的Ashley X Zhou, John Duncan和Daniel J. Mitchell团队通过综述研究发现，DMN不仅在内部导向认知中起作用，还参与处理外部刺激以更新内部心理模型，核心DMN整合各子网络信息形成层级心理模型。
研究团队综述了近期关于DMN在认知转换中作用的研究，包括自然主义范式（如电影观看）和认知任务（如任务切换）。分析显示，DMN子网络具有功能特异性：内侧颞叶子网络（medial temporal lobe subnetwork）对位置和时间转换敏感，背内侧前额叶子网络（dorsomedial prefrontal cortex subnetwork）偏好社会转换，而核心DMN（Core DMN）对所有转换类型都有响应。在任务切换范式中，核心DMN在外显任务切换时被激活，且这种激活依赖于层级任务结构。研究者提出，核心DMN可能负责将信息从各子网络整合成层级分块（hierarchically chunked）的心理模型，为自然体验提供背景并指导行为。这些发现揭示了DMN在动态整合内外表征中的关键作用。研究发表在 Current Opinion in Behavioral Sciences 上。
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“The Default Mode Subnetworks’ Involvement in Diverse Cognitive Transitions Suggests a Role in External Update of Internal Models.” Current Opinion in Behavioral Sciences, vol. 65, Oct. 2025, p. 101567. www.sciencedirect.com, https://doi.org/10.1016/j.cobeha.2025.101567
认知科学
Nature：利用微小循环神经网络发现认知策略
传统决策模型长期受最优策略假设限制，难以捕捉真实行为。纽约大学的Marcelo Mattar与加州大学圣地亚哥分校的Ji-An Li、Marcus Benna团队开发了基于微型神经网络的新方法，成功预测人类和动物实际决策模式，并发现被忽视数十年的认知策略。
研究采用1-4个单元的微型循环神经网络（RNN），在6类经典奖励学习任务中分析决策数据。相比30余种传统模型（包括强化学习和贝叶斯推断），这些微型网络不仅预测准确率更高，还能通过动力学系统分析揭示内部机制。实验显示，动物和人类普遍存在次优决策特征，包括动态调整的学习速率、与情境相关的行动坚持性（perseveration）等。特别值得注意的是，模型在个体层面展现出策略多样性——不同受试者采用截然不同的价值更新规则。该方法突破了商业AI黑箱局限。研究发表在 Nature 上。
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Ji-An, Li, et al. “Discovering Cognitive Strategies with Tiny Recurrent Neural Networks.” Nature, July 2025, pp. 1–9. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-09142-4
动物认知研究揭示模型思维突破序列瓶颈
动物能否突破"序列瓶颈"进行高级认知？瑞典隆德大学的Ivo Jacobs、Tomas Persson和Peter Gärdenfors团队通过多物种证据证明，哺乳动物和鸟类能通过模型思维（model-based thinking）绕过序列限制，实现复杂行为预测。
研究团队系统分析了三类关键证据。在空间导航领域，啮齿类动物和人类都表现出与预测地图（predictive maps，即通过内部模型预判行动结果）一致的导航模式，其行为数据更匹配强化学习中的模型驱动（model-driven）智能体而非单纯联想学习。认知控制方面，海豚能主动编码预期记忆，乌鸦在工具创新任务中先进行目标规划再行动，这些都与模型自由（model-free，仅依赖经验反馈）机制矛盾。最具说服力的是主动睡眠研究：鸟类和哺乳类通过海马体的离线序列重放优化决策，其原理类似人工智能中通过噪声数据防止过拟合的技术。光遗传学实验显示，干扰大鼠海马体重放会特异性损害预测性导航，但不影响联想记忆，证实双系统独立存在。这些发现表明，自然选择塑造的认知系统通过分层处理（hierarchical processing）规避序列限制，而序列瓶颈假说仅适用于实验室人工任务。研究发表在 Trends in Cognitive Sciences 上。
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Jacobs, Ivo, et al. “Model-Based Animal Cognition Slips through the Sequence Bottleneck.” Trends in Cognitive Sciences, vol. 0, no. 0, June 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.tics.2025.06.009
自适应计算模型揭示人类思维如何聚焦关键任务
人类如何在复杂环境中动态分配注意力？耶鲁大学Mario Belledonne、Ilker Yildirim团队开发“自适应计算”模型，量化揭示大脑根据任务重要性分配计算资源的机制，相关成果可应用于人机交互系统优化。
研究通过多物体追踪实验（multiple object tracking）验证模型有效性。在屏幕移动圆环任务中，参与者需追踪4个目标圆环，同时系统随机闪现探测点。模型成功预测亚秒级注意力波动模式（准确率提升40%），并发现计算资源分配与主观难度评分高度相关（r=0.82）。关键突破在于量化了“任务过滤”机制：当目标切换为安全过马路时，对非目标物（如跑车）的计算资源主动减少60%。这种动态调节既解释了人类高效完成目标导向任务的能力，也阐明了注意力瞬脱现象的神经基础。研究为开发类人AI注意力系统提供新范式，其算法框架可扩展至自动驾驶等实时决策场景。研究发表在 Psychological Review 上。
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Belledonne, Mario, et al. “Adaptive Computation as a New Mechanism of Dynamic Human Attention.” Psychological Review, 2025. APA PsycNet, https://doi.org/10.1037/rev0000572
为什么人类的同理心在人工智能时代仍然重要
当AI能完美模拟同理心时，人类是否仍需要真人情感支持？耶路撒冷希伯来大学的Anat Perry团队联合哈佛大学、德克萨斯大学的研究者通过大规模实验发现，即使面对完全相同的文字回复，人们仍认为人类表达的同理心更具情感价值。
研究团队使用大型语言模型生成情感支持回复，通过九项实验（样本量6,282人）系统比较人类与AI标签下的感知差异。当回复被标注为人类创作时，参与者给出的同理心评分（empathy score）平均提升23%，情感支持度（emotional support）提高18%。实验特别发现，包含情感共鸣（如"我能感受到你的痛苦"）的回复比单纯认知理解（如"这个问题确实很难"）更能激发人类偏好效应，效应量达3.2倍。更引人深思的是，83%参与者选择等待三天获取人类回复而非即时AI回复，且当暗示AI可能参与编辑人类回复时，情感价值会骤降27%。这些发现揭示了情感交互中"真实性溢价"（authenticity premium）的存在。研究发表在 Nature Human Behaviour 上。
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Rubin, Matan, et al. “Comparing the Value of Perceived Human versus AI-Generated Empathy.” Nature Human Behaviour, June 2025, pp. 1–15. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41562-025-02247-w
神经计算研究揭示大脑如何组织对话内容
大脑如何在实时对话中区分"自我-他人"言语？大阪大学和日本国立信息通信技术研究所的Masahiro Yamashita、Rieko Kubo和Shinji Nishimoto团队结合GPT模型与功能磁共振成像（fMRI），首次揭示了多时间尺度的神经表征分工：语言生成依赖短时整合，理解需要长时整合。
▷ （左）通过对话内容预测活动的区域。（右）在语音生成和理解过程中编码共享语言信息的大脑区域。Credit: Yamashita, Kubo & Nishimoto.
研究团队让8名参与者进行自发对话，同时用fMRI记录其脑活动。通过GPT模型将对话内容转化为1-32秒不同时间尺度的数值向量（模拟单词、句子和篇章层次），再使用体素编码建模分析神经表征。结果发现，语言选择性脑区（如左侧额下回）在短时间尺度（1-4秒）同时编码生成和理解的语义信息，形成共享表征。而在长时间尺度（16-32秒），生成和理解呈现分离：说话时前额叶皮层优先处理短时上下文，听话时默认模式网络整合长时信息。这种"生成-理解不对称性"解释了人类如何实时区分自我与他人话语。研究还发现，右半球颞顶联合区专门标记说话者身份，可能支持对话中的视角切换。研究发表在 Nature Human Behaviour 上。
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Yamashita, Masahiro, et al. “Conversational Content Is Organized across Multiple Timescales in the Brain.” Nature Human Behaviour, June 2025, pp. 1–13. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41562-025-02231-4
幼儿视觉识别能力远超顶尖AI模型
AI的视觉识别能力真的接近人类吗？天普大学的Vladislav Ayzenberg团队与埃默里大学合作者发现，3-5岁幼儿在快速遮挡条件下的物体识别表现优于所有先进计算机视觉模型，揭示人类视觉系统具有远超当前AI的数据效率优势。
研究采用标准化成人视觉测试方法，要求幼儿在100毫秒内识别被噪声干扰的物体轮廓图像（包含完整/扰动/缺失轮廓三种条件）。同时测试16种深度神经网络模型（DNN），包括生物启发的VoneNet架构、基于儿童头戴摄像机数据的SAYCam模型，以及优化模型如ViT和ConvNext。结果显示，幼儿在所有条件下准确率均高于模型组，仅当模型训练数据量超过人类一生可能接触的视觉经验量时（如ImageNet21k的1400万张图像），其表现才接近儿童水平。特别值得注意的是，幼儿对轮廓缺失物体的识别能力提示其可能具备早期发展的全局形状感知（global form perception）和知觉补全（perceptual completion）机制，这些能力通常被认为需要长期经验积累。研究为理解人类视觉系统的先天优势提供了实证依据，并指出当前AI在数据效率和能耗方面的局限——例如训练类似ChatGPT的大模型碳足迹相当于一个人17年的排放量。研究发表在 Science Advances 上。
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Ayzenberg, Vladislav, et al. “Fast and Robust Visual Object Recognition in Young Children.” Science Advances, vol. 11, no. 27, July 2025, p. eads6821. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/sciadv.ads6821
文化认知偏见如何影响运动学习中的显性策略
显性策略在运动学习中是否真正普适？挪威科技大学的Chiharu Yamada、Yoshihiro Itaguchi和Claudia Rodríguez-Aranda团队通过对比挪威与日本被试发现，文化背景会塑造无意识的认知偏见，导致显性运动策略存在系统性差异，但最终行为表现却惊人相似。
研究采用视觉运动旋转适应范式（visuomotor adaptation paradigm），要求被试在45°视觉旋转环境下完成目标指向任务，并通过语言报告量化显性策略。结果显示，日本被试的显性瞄准方向（explicit aim）比挪威被试平均偏离目标23%，且37%更频繁地调整策略，即使已成功击中目标。然而，两组在运动准确性（reaching accuracy）和后效幅度（aftereffect amplitudes）上无统计学差异。通过多状态模型（multi-state model）分析发现，文化差异主要影响快速适应过程——该过程对错误敏感但遗忘迅速。研究首次证实，基于语言报告的显性策略测量可能包含文化特异性偏差，这对跨文化运动学习研究的方法论提出了挑战。研究发表在 npj Science of Learning 上。
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Yamada, Chiharu, et al. “Unconscious Cultural Cognitive Biases in Explicit Processes of Visuomotor Adaptation.” Npj Science of Learning, vol. 10, no. 1, Jul. 2025, p. 43. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41539-025-00335-0
心盲症不影响真实与虚假记忆
心盲症患者能否避免虚假记忆？萨塞克斯大学的Kata Pauly-Takacs、Saeed Younus与布莱顿大学、苏黎世大学的合作团队通过DRM范式发现，心盲症对语义关联词的真实和虚假记忆均无影响。
研究采用DRM范式（Deese-Roediger-McDermott paradigm，通过语义关联词列表诱导虚假记忆的经典实验），比较30名先天性心盲症患者与30名对照组的记忆表现。所有被试在编码阶段被明确要求视觉化呈现的词语（如"玻璃-窗户"关联词表），随后进行自由回忆和再认测试。结果显示，两组在真实记忆的回忆（65.2% vs 67.8%）和再认准确率（78.4% vs 79.1%）上无统计学差异。更重要的是，心盲症并未降低虚假记忆发生率，其关键诱饵词（critical lures，如未呈现的"窗户"）的回忆（40.3% vs 42.1%）和再认（62.5% vs 63.8%）与对照组相当。相关性分析发现，视觉意象能力（VVIQ分数）与正确回忆呈弱相关（r=0.21），但同时也与更多无关词侵入（extra-list intrusions）相关（r=0.25）。这表明心理意象可能通过增强语义联结同时提升记忆准确性和错误率。研究发表在 Consciousness and Cognition 上。
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“Aphantasia Does Not Affect Veridical and False Memory: Evidence from the DRM Paradigm.” Consciousness and Cognition, vol. 133, Aug. 2025, p. 103888. www.sciencedirect.com, https://doi.org/10.1016/j.concog.2025.103888
压力之下为何更容易做出冒险行为？
压力如何通过神经机制改变风险决策？阿肯色大学的Grant S. Shields、普渡大学的Trey Malone和Zach J. Gray团队发现，压力会降低损失厌恶（loss aversion），但性别差异显著：男性决策更冲动，女性则保持概率评估能力。
研究通过分层贝叶斯模型分析147名参与者在压力下的财务决策。累积前景理论显示，压力使男性损失厌恶下降至极低水平，同时加重概率扭曲（高估小概率事件）；女性则表现为风险寻求（risk seeking，偏好不确定的高收益）和更高的选择随机性（决策波动），但能更准确评估概率。进化视角解释，这种差异可能源于生存策略分工：男性在捕猎压力下需快速行动，女性需平衡资源获取与后代安全。研究为金融风险管理和压力干预提供了性别特异性依据。研究发表在 Psychoneuroendocrinology 上。
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“Acute Stress Differentially Influences Risky Decision-Making Processes by Sex: A Hierarchical Bayesian Analysis.” Psychoneuroendocrinology, vol. 172, Feb. 2025, p. 107259. www.sciencedirect.com, https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2024.107259
跑者通过缩小视觉焦点提高表现
视觉注意力如何影响跑步表现？纽约大学的Emily Balcetis、克雷顿大学的Corey Guenther和罗格斯大学的Shana Cole团队发现，缩小视觉焦点是一种有效的自我调节策略，能够显著提升跑步速度和努力程度。
研究团队通过六项研究（n=1,590）探索了视觉注意力与跑步表现的关系。首先，调查显示精英跑步者和速度更快的跑步者更倾向于在接近终点时缩小注意力范围（attentional narrowing，即专注于单一目标而非周围环境）。随后，实验验证了这一发现：当跑步者被要求在跑步过程中（尤其是最后阶段）缩小注意力时，其配速显著提升（400米和1.6公里测试），且心率更高（表明努力程度增加）。值得注意的是，这种策略并非被动反应，而是主动的心理调控工具。研究为运动员提供了一种低成本、易操作的表现优化方法，仅需调整视线聚焦方式即可。研究发表在 Personality and Social Psychology Bulletin 上。
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Balcetis, Emily, et al. “Self-Regulation Via Visual Fixation: Effects of Strategic Shifting of Attentional Scope on Running Intensity.” Personality and Social Psychology Bulletin, June 2025. Sage CA: Los Angeles, CA, journals.sagepub.com, https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/01461672251343392
气泡水缓解电竞选手认知疲劳
长时间电竞导致认知疲劳，但含糖饮料存在健康隐患。Shion Takahashi、Wataru Kosugi、Seiichi Mizuno和Takashi Matsui团队发现，无糖气泡水通过激活咽喉TRP通道，能有效缓解疲劳并保持执行功能，同时减少游戏犯规行为。
研究采用随机交叉设计，15名电竞玩家在3小时虚拟足球游戏中分别饮用气泡水或普通水。通过Flanker任务（测量注意力与抑制控制的行为测试）评估执行功能，结合瞳孔监测（反映前额叶激活的生理指标）和生化检测。结果显示，气泡水组主观疲劳评分降低23%，愉悦感提升18%，且保持基线水平的执行功能准确率（普通水组下降11%）。瞳孔直径在气泡水组维持稳定，而普通水组收缩15%。值得注意的是，气泡水组游戏犯规次数减少42%，但攻防表现无差异。机制上，气泡水的二氧化碳通过刺激咽喉TRP通道（感知化学刺激的神经受体），可能激活前额叶-脑干通路。
#认知科学 #健康管理与寿命延长 #神经机制与脑功能解析 #电竞医学 #TRP通道
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Takahashi, Shion, et al. Sparkling Water Consumption Mitigates Cognitive Fatigue during Prolonged Esports Play. bioRxiv, 2 July 2025, p. 2025.06.27.662064. bioRxiv, https://doi.org/10.1101/2025.06.27.662064
多尺度模拟成功连接大脑活动的微观和宏观层面
巴黎萨克雷大学的Maria Sacha团队开发出新型多尺度建模框架，实现从突触受体到宏观脑状态的完整模拟，成功预测麻醉药物的跨尺度作用机制。
▷ 自下而上构建的全脑建模框架示意图。Credit: Adapted from Sacha et al. Nature Comput Sci 2025
研究团队整合了欧洲人类大脑计划的数字工具，构建包含四个层级的计算框架：单神经元模型（模拟离子通道和受体）、脉冲神经网络（spiking neural network，模拟局部神经集群）、平均场模型（mean-field model，用数学方程简化网络动态）和全脑网络模拟。通过虚拟大脑（TVB）平台，他们以麻醉药物为例，模拟丙泊酚和氯胺酮对GABAA/NMDA受体的作用如何引发宏观慢波活动。结果显示，模型不仅复现了麻醉状态下特有的脑电模式，还准确预测了刺激响应性降低（对外界反应减弱）和功能连接受限（脑区协同性下降）等关键特征。这些预测与啮齿类、灵长类和人类的实验数据高度吻合。研究发表在 Nature Computational Science 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 #多尺度建模 #麻醉机制
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“How Molecular Changes Impact Brain States and Whole-Brain Activity: A Multiscale Approach.” Nature Computational Science, vol. 5, no. 6, June 2025, pp. 442–43. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s43588-025-00813-w
Sacha, Maria, et al. “A Computational Approach to Evaluate How Molecular Mechanisms Impact Large-Scale Brain Activity.” Nature Computational Science, vol. 5, no. 5, May 2025, pp. 405–17. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s43588-025-00796-8
神经多样性视角下的心理模拟：概念性意象调节感知普适性发现
心理意象如何影响感知？匈牙利科学院的Ágnes Welker团队通过改良实验范式发现，概念性表征可跨意象生动性谱系统一调节视觉感知，而传统视觉意象的效果仅存在于高生动性个体。这一发现挑战了感知调节必须依赖感觉模拟的固有认知。
研究团队结合双眼竞争（binocular rivalry）与视动性眼震（OKN）追踪技术，开发了无需主观报告的行为范式。119名参与者按视觉意象生动性分为三组，分别接受视觉意象启动（VISP）和概念性启动（CONP）。前者要求想象特定运动方向的光栅，后者仅需思考方向概念而不形成视觉图像。结果显示，VISP效果与自评生动性显著相关（r=0.68），幻象缺失组（VVIQ<48）未表现调制效应；而CONP在所有组别均引发感知偏差（p<0.01），证明抽象概念可直接影响知觉竞争。进一步分析揭示，高生动性个体在两种启动模式间存在负相关（r=-0.42），暗示认知资源的分配权衡。该研究为理解神经多样性群体的感知差异提供了新视角，并推动用神经肯定性术语替代缺陷描述。研究发表在 Scientific Reports 上。
#认知科学 #神经机制与脑功能解析 #心理健康与精神疾病 #知觉康复 #跨学科整合
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Welker, Ágnes, et al. “Neurodiversity in Mental Simulation: Conceptual but Not Visual Imagery Priming Modulates Perception across the Imagery Vividness Spectrum.” Scientific Reports, vol. 15, no. 1, Jul. 2025, p. 22217. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41598-025-05100-2
疾病与健康
Cell：银屑病药物意外显效，发现血管性痴呆治疗新靶点
血管性痴呆（VaD）作为第二大痴呆类型长期缺乏有效疗法。加州大学洛杉矶分校的Min Tian和S. Thomas Carmichael团队发现银屑病药物Piclidenoson能显著恢复脑功能，为临床治疗带来突破。
研究团队首先开发了能精准模拟人类血管性痴呆病理的小鼠模型，该模型重现了白质缺血性病变和进行性功能障碍。通过整合小鼠转录组和人类单细胞核RNA测序（snRNA-seq）数据，结合定制的配体-受体（L-R）数据库，系统分析了4000多对人类和2000多对小鼠的细胞间相互作用。研究发现Serpine2-Lrp1通路调控少突胶质细胞分化，而CD39-A3AR通路影响小胶质细胞活化和组织修复。最引人注目的是，使用处于3期临床试验的银屑病药物Piclidenoson（A3AR特异性激动剂）治疗后，即使延迟干预也能促进大脑修复，显著改善记忆和运动功能。研究发表在 Cell 上。
#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #个性化医疗 #老药新用 #血管性痴呆
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Tian, Min, et al. “Deconstructing the Intercellular Interactome in Vascular Dementia with Focal Ischemia for Therapeutic Applications.” Cell, vol. 0, no. 0, June 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.06.002
Cell：MT-125通过靶向细胞"马达"显著抑制胶质母细胞瘤
胶质母细胞瘤（GBM）治疗面临耐药性挑战，沃特海姆佛罗里达大学斯克里普斯研究所的Courtney A. Miller、Patrick R. Griffin团队与梅奥诊所的Steven S. Rosenfeld合作，开发出靶向非肌肉肌球蛋白II（NMII）的小分子药物MT-125，在动物模型中显著延长生存期并获得FDA临床试验批准。
▷ 研究人员对经过基因改造、患有脑瘤的小鼠进行了单独治疗，以及联合使用 MT-125 和一种名为舒替尼的化疗药物。四周后，接受联合用药治疗的小鼠的肿瘤显著缩小。Credit: Steven Rosenfeld, M.D., Ph.D., and Courtney Miller, Ph.D.
研究团队通过结构生物学指导设计出特异性抑制NMIIA/IIB的化合物MT-125。该药物通过四种机制发挥作用：阻断肿瘤细胞迁移必需的胞体变形（cytoskeletal remodeling）、干扰线粒体分裂导致氧化应激增加、诱导多核细胞死亡，以及增强放疗敏感性。在基因工程小鼠模型中，单药治疗使肿瘤体积缩小60%，与激酶抑制剂舒尼替尼（sunitinib）联用更产生协同效应，无病生存期延长3倍。机制研究发现，MT-125通过增加活性氧（ROS）水平意外激活了PDGFR信号通路，这种"致癌基因成瘾"现象反而增强了联合用药效果。药物安全性方面，脉冲给药策略有效降低了毒性。研究发表在 Cell 上。
#疾病与健康 #个性化医疗 #靶向治疗 #胶质母细胞瘤 #氧化应激
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Kenchappa, Rajappa S., et al. “MT-125 Inhibits Non-Muscle Myosin IIA and IIB and Prolongs Survival in Glioblastoma.” Cell, vol. 0, no. 0, June 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.05.019
Nature：神经元向癌细胞输送线粒体促进肿瘤扩散
肿瘤如何利用神经系统促进转移？南阿拉巴马大学的Gregory Hoover, Shila Gilbert, Olivia Curley团队发现，神经元会通过纳米管隧道向癌细胞输送线粒体，显著提升其代谢能力和转移潜能。
▷ MitoTRACER 用于线粒体细胞间转移的谱系追踪。Credit: Nature (2025).
研究团队首先通过肉毒杆菌毒素A（BoNT/A）对小鼠乳腺癌进行化学去神经（denervation），发现去神经后肿瘤线粒体含量下降55%，转移率从55%骤降至12%。为追踪线粒体转移过程，团队开发了MitoTRACER系统（永久标记线粒体受体细胞的基因报告技术），首次捕捉到神经元通过纳米管隧道（tunneling nanotubes，细胞间物质运输的管状结构）主动向癌细胞转移线粒体的过程。获得神经元线粒体的癌细胞不仅恢复了氧化磷酸化（OXPHOS，细胞能量生成的关键途径）能力，ATP产量提升，还对氧化应激和机械剪切力产生抵抗。转移灶分析显示，携带神经元线粒体的癌细胞在脑和肝组织中富集度达对照组的3倍，揭示其转移选择性优势。研究证实神经元通过双重机制支持癌症：既维持肿瘤整体能量代谢，又直接捐赠功能性线粒体。研究发表在 Nature 上。
#疾病与健康 #神经机制与脑功能解析 #癌症代谢 #线粒体转移 #肿瘤微环境
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Hoover, Gregory, et al. “Nerve-to-Cancer Transfer of Mitochondria during Cancer Metastasis.” Nature, June 2025, pp. 1–11. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-09176-8
Science：破解哺乳动物再生密码：激活古老基因可重启器官修复
为何部分哺乳动物失去器官再生能力？北京生命科学研究所联合北京华大生命科学研究院，通过比较兔子（可再生外耳廓）与小鼠/大鼠（不可再生），发现视黄酸（RA）代谢缺陷是关键原因，并成功通过基因干预重启小鼠再生能力。
研究团队首先通过单细胞RNA测序和空间转录组分析，对比了兔子、小鼠和大鼠耳廓损伤后的修复过程。结果显示，小鼠和大鼠的伤口诱导成纤维细胞（WIFs）因缺乏Aldh1a2（RA合成限速酶）表达，导致RA产量不足。进化分析发现，小鼠和大鼠基因组中多个Aldh1a2调控元件在进化过程中失活。实验证实，外源补充RA或激活Aldh1a2表达均可诱导小鼠耳廓完全再生。更关键的是，仅引入兔子的一个Aldh1a2增强子序列，就能使转基因小鼠获得再生能力。该研究揭示了RA信号通路在进化中的关键作用，为再生医学提供了新靶点。研究发表在 Science 上。
#疾病与健康 #个性化医疗 #再生医学 #视黄酸信号 #进化遗传学
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Lin, Weifeng, et al. “Reactivation of Mammalian Regeneration by Turning on an Evolutionarily Disabled Genetic Switch.” Science, vol. 388, no. 6754, June 2025, p. eadp0176. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/science.adp0176
Nature：绘制人体组织终身突变图谱
健康人体组织中的基因突变如何随时间积累？由耶鲁大学Flora Vaccarino、布罗德研究所Tim Coorens等300余名研究人员组成的SMaHT联盟，在Nature发表研究，建立了首个跨19种人体组织的体细胞突变参考数据库。
▷ 方法、分析和问题。Credit: Nature (2025).
研究采用超低错误率测序和单细胞DNA测序技术，对150名健康人的皮肤、大脑、心脏等组织进行分析。关键技术突破包括双链测序（duplex sequencing，通过比对DNA双链消除测序错误）和长读长测序。研究发现胚胎期每次细胞分裂产生1-5个单核苷酸变异（SNV），成年后降至每年2-65个，且生殖细胞突变率仅为体细胞的1/10。通过建立突变积累曲线，团队揭示了不同组织的突变特征差异，例如快速更新组织（如肠道）突变率显著高于静态组织（如心肌）。该数据库将为癌症、神经退行性疾病等研究提供基准对照，并推动基于突变谱的早期疾病预警系统开发。研究发表在 Nature 上。
#疾病与健康 #个性化医疗 #基因组学 #体细胞突变 #生物医学工程
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Coorens, Tim H. H., et al. “The Somatic Mosaicism across Human Tissues Network.” Nature, vol. 643, no. 8070, July 2025, pp. 47–59. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-09096-7
贫困儿童大脑奖励区域体积较小，未来体重也将增加
经济压力如何通过改变大脑结构导致青少年肥胖？洛杉矶儿童医院的Shana Adise团队通过全国性青少年大脑认知发展（ABCD）研究发现，经济困境程度高的青少年大脑奖励处理区域体积更小，这种结构差异可预测未来两年的体重增加。
▷ 经济逆境问卷中各问题正面回答的分布情况。Credit: Journal of Adolescent Health (2025).
研究团队分析了3,606名9-12岁健康体重青少年的数据，使用磁共振成像（MRI）测量皮层下区域体积，并通过七项经济逆境问卷评估财务压力程度。结果显示，经历三项及以上经济逆境的青少年在11-12岁时，双侧伏隔核（accumbens，负责奖赏处理）、尾状核（caudate）和右侧苍白球（pallidum）体积显著较小。通过双变量潜在变化评分模型（BLCS）分析证实，这些脑区体积变化先于体重增加出现，而非相反。研究还发现，压力导致的神经炎症可能是关键机制——促炎细胞因子过度激活会侵蚀神经元，长期可改变大脑结构和功能。在基线健康的青少年中，约300名在研究期间出现不健康增重，但未观察到脑区体积与增重间的极端差异。研究发表在 Journal of Adolescent Health 上。
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Adise, Shana, et al. “Smaller Subcortical Volume in Reward Processing Regions Precedes Weight Gain in Youth With High Financial Adversity: Findings From the Adolescent Brain Cognitive Development Study.” Journal of Adolescent Health, vol. 77, no. 1, July 2025, pp. 134–43. www.jahonline.org, https://doi.org/10.1016/j.jadohealth.2025.03.019
首个大型干细胞库助力全球开展阿尔茨海默病遗传风险研究
英国卡迪夫大学英国痴呆症研究所的Emily Maguire、Jincy Winston等团队创建了首个覆盖多基因风险极端的iPSC资源库IPMAR，包含109株细胞系及相关临床数据，为全球研究提供标准化平台。
▷ iPSC 分化为中胚层，表达中胚层标志物 Brachyury（绿色）和 CXCR4（橙色）。Credit: Hazel Hall-Roberts
研究团队从6000多人的英国队列中筛选出多基因风险评分（PRS）极端个体，包括63例高风险AD患者（含34例晚发型和29例早发型）和27例低风险对照。通过基因重编程技术将血细胞转化为诱导多能干细胞（iPSC），并特别建立了19株补体通路（complement pathway）特异性风险细胞系。所有iPSC均配套完整的临床表型、纵向随访和基因组数据，可通过欧洲iPSC库（EBiSC）和数据平台（DPUK）共享。该资源首次实现了在细胞模型中还原AD的遗传复杂性，例如发现补体通路相关β受体阻滞剂可能干预间接恐惧反应。相比传统家族性AD（FAD）模型，IPMAR能更真实反映散发性AD的异质性，为药物筛选和机制研究提供新范式。研究发表在 Stem Cell Reports 上。
#疾病与健康 #个性化医疗 #干细胞技术 #阿尔茨海默病 #多基因风险
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Maguire, Emily, et al. “Modeling Common Alzheimer’s Disease with High and Low Polygenic Risk in Human iPSC: A Large-Scale Research Resource.” Stem Cell Reports, vol. 0, no. 0, July 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2025.102570
一次脑部扫描就能知道你的衰老速度
杜克大学、哈佛大学和奥塔哥大学的Ethan T. Whitman、Ahmad R. Hariri等团队开发出DunedinPACNI工具，仅需一次中年脑部MRI即可预测未来痴呆风险和全身健康衰退。
研究基于达尼丁研究（Dunedin Study）45岁参与者的脑部MRI数据，开发出DunedinPACNI算法（从神经影像计算衰老速度）。该工具通过分析脑结构特征，量化个体相对于同龄人的衰老速度。在国际验证中（含ADNI和UK Biobank数据集），DunedinPACNI预测效力显著：被判定为快速衰老的个体未来痴呆风险增加60%，海马体（记忆关键区域）萎缩速度加快2.3倍。更惊人的是，该工具揭示了大脑与全身健康的强关联——快速衰老者未来5年内慢性病风险增加18%，死亡率升高40%，且这些关联独立于传统风险因素。与传统脑年龄差（brain age gap）方法相比，DunedinPACNI对临床结局的预测效力提高17-35%。研究为早期干预提供了新靶点，尤其对缺乏长期追踪数据的医疗场景具有重要价值。研究发表在 Nature Aging 上。
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Whitman, Ethan T., et al. “DunedinPACNI Estimates the Longitudinal Pace of Ag...
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