分类: 脑科学

  • 抑制性神经元遵循独特发育轨迹,塑造大脑视觉皮层关键期

    来源:《神经科学杂志》

    麻省理工学院研究团队发现,在视觉皮层发育关键期,表达生长抑素(SST)的抑制性神经元遵循一套独立于视觉经验的固有程序。它们同步在各皮层大量形成突触,且不受经验驱动,其突触数量在成年后仍持续增加,与依赖视觉输入进行调整的其他神经元类型形成鲜明对比。这种稳定且先于关键期建立的广泛抑制,可能为随后依赖经验的精细回路优化提供了必要的基线条件,揭示了抑制与兴奋遵循截然不同的发育规则。

  • 大型脑扫描分析揭示记忆衰退与广泛性脑结构变化相关

    来源:《自然·通讯》

    一项整合了13项研究、超过1万次MRI扫描和1.3万次记忆测试的国际分析表明,认知健康成年人的记忆衰退与大脑多个区域的萎缩广泛相关,而不仅限于海马体等特定区域。研究发现,脑萎缩与记忆衰退的关系呈非线性:当结构损失超过平均水平时,认知后果会加速恶化。这种模式不受阿尔茨海默病相关基因APOE ε4的单独驱动,说明大脑老化是涉及全局性、网络层次结构变化的复杂过程。该成果强调,记忆衰退反映了数十年累积的广泛性脑结构脆弱性,有助于早期识别风险个体并开发个性化干预策略。

  • 大脑如何为环境信号“估值”?研究揭示前额叶皮层分离编码机制

    来源:《自然》(Nature)

    哥本哈根大学领导的国际团队通过小鼠实验发现,大脑前额叶皮层在编码环境线索的“情感显著性”时,采用并行且独立的通道模式。神经元活动会根据声音信号关联的正面或负面结果形成特定模式,从而将信号的三个关键维度——吸引力(显著性)、好坏(效价)、重要性(价值)——分别处理,互不干扰。这种分离编码结构可能帮助大脑并行评估信息,以更高效地驱动决策与行为。该发现为理解人类焦虑、成瘾、抑郁等与前额叶功能失调相关的精神疾病提供了新的神经机制视角。

  • 经颅聚焦超声或成研究意识“硬问题”的新利器

    来源:《神经科学与生物行为评论》

    麻省理工学院研究人员提出,经颅聚焦超声可作为一种革命性工具,用于探究意识的神经基础。这种非侵入性技术能以毫米级分辨率精准调控大脑深部(如皮层下结构)的神经活动,从而建立因果关联,区分意识产生所必需的脑区与伴随性活动。研究“路线图”旨在通过实验检验两种主流意识理论:其一认为意识需要前额叶等高级认知加工;另一主张意识可由局部神经模式直接产生。通过结合视觉刺激等范式,该技术有望揭示疼痛、视觉等核心感觉的生成机制,并为理解精神分裂症等自我感知障碍提供新视角。团队已计划开展相关实验。

  • α脑波频率调控身体所有权感知的精确性

    来源:《自然-通讯》

    卡罗林斯卡医学院团队研究发现,大脑顶叶皮层的α振荡频率决定了我们感知身体所有权(即感觉身体部位属于自己)的精确性。通过橡胶手幻觉实验结合脑电、脑刺激及计算建模,研究者发现α频率越快,个体对视觉与触觉刺激的时间差异越敏感,身体所有权感知越精确;反之,α频率越慢,大脑的“时间绑定窗口”越宽,更易将异步信号视为同步,从而削弱对自我与外界的区分。非侵入性脑刺激可调控α频率并相应改变感知。这一机制揭示了大脑如何整合感觉信号以形成连贯的自我身体感知,对理解精神分裂症等自我感紊乱疾病、改进假肢与虚拟现实体验具有启示意义。

  • “少即是美”:视觉系统能耗越低,审美喜好度越高

    来源:《PNAS Nexus》

    研究表明,人类的美感偏好与视觉系统处理信息时的代谢消耗成反比。研究人员利用视觉计算模型(VGG19)和人类功能性磁共振成像实验,分析了近5000张图像。结果发现,无论是模型还是人脑(从初级视觉区到高级视觉区),审美评分越高,处理图像时的能耗(以血氧水平依赖信号为指标)越低。这表明审美偏好可能部分源于一种倾向低能耗状态的“情感启发式”,为理解美感判断提供了统一框架。

  • 大脑以“无标度”概率估算预测未来三秒事件

    来源:《美国国家科学院院刊》

    德国马普学会等机构研究发现,人类大脑采用统一的概率计算机制,来预测未来三秒内事件的发生时机。研究表明,无论事件预期在几百毫秒还是几秒后发生,大脑均使用相同的“无标度”概率模型进行估算。同时,概率会调节时间感知精度:事件发生概率越高,大脑对时间的追踪越精确,反之则变模糊。这一发现挑战了韦伯定律关于时间感知精度与概率无关的传统观点,揭示了大脑能灵活适应多变环境(如电子游戏、拳击对抗)的神经基础,并为理解注意力、决策乃至时间感知障碍类疾病提供了新视角。

  • 发现调控“行动启动”的关键脑回路

    来源:《当代生物学》

    日本京都大学团队在猕猴研究中,首次揭示连接腹侧纹状体与腹侧苍白球的神经通路,是抑制“行动启动”的“动机刹车”。实验发现,当任务伴随厌恶刺激时,该通路会抑制猕猴开始行动;而通过化学遗传学手段暂时阻断该通路后,猕猴在厌恶任务中的启动意愿显著提升。研究表明,该脑回路并不影响奖赏评估能力,而是特异性调控“从知到行”的转换步骤,为理解抑郁症、精神分裂症等疾病中的“意志缺乏”现象提供了神经机制。该发现提示,未来治疗或可聚焦于调节这一“动机刹车”的松紧度,而非单纯强调意志力。

  • 熟悉环境能显著增强记忆编码

    来源:《自然·人类行为》

    美国多所高校联合研究发现,熟悉的环境能显著增强新记忆的编码与保持。研究者通过虚拟现实“记忆宫殿”实验发现,当被试对某个房间形成稳定、清晰的神经活动模式(即高质量的“心理地图”)后,在该房间中放置的新物体更容易被准确记住。这种关联甚至可在呈现物体前,通过脑成像预测记忆效果。研究为古老的“位置记忆法”提供了神经科学解释:熟悉的空间为记忆提供了坚实的锚点,新信息通过与已有的详细空间知识相连接,形成更复杂、持久的记忆痕迹。

  • 研究揭示大脑面部运动神经网络机制,颠覆传统区域分工认知

    来源:《科学》

    美国洛克菲勒大学Winrich Freiwald团队通过功能磁共振成像技术,首次系统绘制了猕猴大脑中控制面部表情的神经网络。研究发现,外侧初级运动皮层、腹侧前运动皮层、内侧扣带运动皮层及初级体感皮层共同构成面部运动网络,均参与情绪性(如威胁表情)和自主性(如咀嚼)面部动作的产生,而非传统认为的“情绪表达归内侧、自主运动归外侧”的分离模式。各脑区以不同的时间尺度协同工作:外侧区域神经活动变化快(毫秒级),内侧区域则较慢且稳定。这一发现揭示了面部运动控制的动态性与网络互联性,为开发更自然的脑机接口通信技术提供了新基础。