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近期和大脑相关的奇妙研究!

来源:本站原创 2017-11-19 21:54

本文中,小编整理了近期来科学家们关于大脑的多篇奇妙研究,分享给大家!

【1】NeuroImage:有氧锻炼或能维持大脑尺寸 明显改善衰老引发的大脑功能减退

DOI:10.1016/j.neuroimage.2017.11.007

近日,来自西悉尼大学和曼彻斯特大学的研究人员通过研究发现,随着我们年龄的增长,有氧运动或能有效改善大脑的记忆功能,并且维持大脑健康,相关研究刊登于国际杂志NeuroImage上。

文章中,研究人员检测了有氧运动对大脑海马体区域的影响,海马体主要负责大脑记忆和其它的大脑功能。随着机体年龄增长,大脑的健康程度会逐渐下降,个体40岁后,每隔十年其大脑就会大约平均萎缩5%;对大鼠和小鼠进行研究后,研究者发现,体育锻炼能够增加动物大脑海马体的尺寸,但截至目前为止研究人员并未在人类机体大脑中发现相一致的结果。

研究者对14项临床试验进行了系统性的回顾,这些试验中研究者对有氧运动前后及对照状况下的737名个体进行大脑扫描;参与者包括健康成年人、轻度认知障碍个体(比如阿尔兹海默病)、临床诊断为精神疾病的患者(包括抑郁症和精神分裂症),这些参与者的年龄范围在24岁至76岁之间,平均年龄为66岁。

【2】生物钟警报:熬夜大脑会“自噬” 夜猫子们别再作死!

我们都知道早睡早起身体好,可还有一句话是“懂得很多道理却依然过不好这一生”——实际上,随着生活多元化与节奏多元化,“夜猫子”越来越多,熬夜成了不少人的生活常态,也给不少人带来了烦恼。

据外媒报道,目前,科学家最新一项研究表明,当老鼠睡眠不足时,大脑将开始“自噬”。研究人员在实验室对老鼠进行了研究,发现当它们睡眠不足时,大脑中的“清除细胞”变得更加活跃,这些细胞叫做“星形胶质细胞”,就像是微型胡佛电动吸尘器,当大脑连接变得衰弱和分裂时,将开始清除神经突触细胞。这项研究对于熬夜对人类的影响又将是一项新的发现。

另外,此前还有研究表示,睡眠时间过少会导致人们面临心脏疾病的风险。研究发现人们每晚睡眠时间少于6个小时将具有较高的代谢综合症发病概率,代谢综合症将诱导糖尿病高血压和肥胖症。

【3】Nat Commun: 如何抑制大脑产生的令人厌烦的念头

DOI:10.1038/s41467-017-00956-z

最近,科学家们鉴定出了大脑负责记忆的区域的关键化学分子,该分子能够帮助我们抑制脑海中那些令人厌烦的念头,这解释了为什么患有焦虑症或抑郁症的患者往往患有一些持续性的奇怪的想法。

我们有时候确实会遇到一些不爽的念头在脑海中挥之不去的情况,例如不愉快的记忆、图像或者困扰等等。当这些念头出现的时候,即使我们不想去想,但还是会一次次地重复出现。当然,如果我们的念头是积极向上的,那么确实也不是个问题,但如果是负面的,那么将会使我们的情绪变得十分焦躁不安。

大脑前侧有一个叫做前额叶的区域对于控制活动以及抑制想法产生具有重要的作用。前额叶区域作为主要的调节区域,能够控制运动皮层对于运动的调节以及海马区对于记忆的调节。

【4】PNAS:为何大脑对氧气如此敏感

doi:10.1073/pnas.1705034114

最近,来自麻省大学医学中心的研究者们发现了为什么大脑对氧气的缺乏如此敏感。大脑缺氧主要是由中风引起的,这一效应对于其他器官来说具有保护的作用,但对于大脑来说则是十分严重的。这一发现解决了长久以来的一个问题,即大脑对氧气缺乏极度敏感的内在机制。相关结果发表在最近一期的《PNAS》杂志上。

大部分情况下,中风是由大脑血管阻塞导致的,进而导致氧气的缺乏。为了防止脑死亡现象的发生,血管阻块需要通过抗凝剂溶解或机械手段清除。中风患者在治疗之后往往会出现严重的后遗症,其中包括严重的瘫痪以及语言紊乱等等。

此前一类酶被发现在中风的发生过程中有重要的作用。在氧气缺乏的情况下,这种叫做NOX4的酶能够在大多数器官以及肌肉中表达。在大部分情况下,NOX4是无害的,但大脑中NOX4的表达则具有致命的危害。首先,NOX4能够破坏血脑屏障,其次,NOX4还能够启动神经元的自我毁坏机制。这些效应最终会导致生理或精神疾病的发生。当NOX4基因被敲除或者通过药物抑制其活性之后,血脑屏障损伤以及大脑的毁坏将会得到避免。

【5】Nat Commun:强迫症也是基因的锅!四个大脑基因被证与其相关

doi:10.1038/s41467-017-00831-x

最近,科学家识别了四个跟强迫症(OCD)相关联的基因。这些基因都在同一脑回路中发挥作用,并能帮助解释为什么亲属中有强迫症的人也更容易出现此情况。

有强迫症的人会有侵入性的思想,必须通过一些重复的固定动作(比如洗手)才能缓解焦虑。为了研究强迫症是否有遗传基础,在哈弗和麻省理工学院布罗德研究所的Hyun Ji Noh和她的同事在592个强迫症患者和560个没有强迫症的人身上比较了超过600个基因。

他们基于多个证据筛选出这些候选的基因。在这些基因中,222个曾在小鼠中被与强迫性梳理相关联,196个与人类的自闭症相关,而自闭症也会导致重复性动作。

【6】女性性高潮时大脑会出现怎样的变化?

新闻阅读:fMRI scans reveal why pain tolerance goes up during female orgasm and shows brain does not turn off

最近来自Rutgers大学的研究者们发现了为什么女性在性高潮的时候会对疼痛有更大的忍受能力,相关结果发表在最近一期的《Journal of Sexual Medicine》杂志上,文章中fMRI检测结果同时发现:女性的大脑在高潮快要来临时难以回复到稳态水平。

此前关于男性与女性的性高潮已经有很多的相关研究,但我们仍然不知道在性高潮达到顶点的时候(尤其对于女性来说)大脑究竟发生着什么。在此前的研究中,志愿者都要求在fMRI机器内进行手淫,而且在手淫过程中要尽量放开自身的抑制性。然而机械化的环境难以使志愿者达到兴奋的顶点。而在这一研究中,作者招募了10个处于不同年龄段的女性志愿者,要求他们在一间房子里进行两次的手淫致高潮的行为,并且观察了她们大脑的活动情况,与此同时,男性志愿者也接受了相同的试验。在这一研究中,女性志愿者的头部带有一个固定的装置,从而避免其运动对结果造成干扰。

【7】男女大脑各不同,你也许并不了解你的伴侣

作为目前为止最大的脑功能成像研究,Amen Clinics通过使用SPECT(单光子发射计算体层摄影术)比较了来自9个诊所的46034个大脑图像研究,量化男女大脑间的差异。该研究发表在Alzheimer's Disease.杂志上。

该文章的首席作者Daniel G. Amen博士说:“这是非常重要的一项研究,该研究有助于理解男女间大脑的差异。男性和女性之间大脑的量化差异可以帮助我们更好的理解大脑性疾病,例如阿尔兹海默症。

女性大脑在学习方面的很多区域比男性大脑更活跃,特别是前额叶皮层,其中包括专注性和对冲动的控制,以及边缘带或者控制情感的大脑区域,包括情绪与焦虑。而大脑的视觉和协调中枢区域在男性中更为活跃。

【8】Science:你听过大脑控制的假肢机器人吗?益处vs风险

DOI:10.1126/science.aam7731

近日,一项刊登在国际杂志Science上的研究报告指出,随着大脑控制机器人进入到我们日常的生活中,目前我们需要采取行动制定指导方针来确保直接性的大脑—机器互作的有益性和安全性。当我们考虑到这个新兴领域的伦理性时,责任、义务、隐私和安全性或许就是最关键的。

如果半自动的机器人没有可靠的控制或覆盖机制的话,如果你使用它来抱起婴儿的话就会被认为是过失操作,但对于其它风险较小的活动而言或许是没有问题的;研究者指出,任何半自动的系统都应当包括否决控制的形式来帮助克服直接性的大脑—机器互作所产生的固有弱点。

研究者John Donoghue教授认为,尽管我们仍然并不清楚大脑工作的机制,但如今我们向深度可靠地解析特定大脑信号又迈进了一步,我们并不应当自满于这对社会意味着什么,而是应当仔细考虑一下与我们一起生活的半智能大脑控制机器所带来的后果是什么,而且我们应当做怎样的准备来确保其使用的安全性和伦理性。

【9】人类大脑非常复杂!竟然具有 11 维几何空间

研究人员使用一种叫做“代数拓扑”的数学模型,确定软件建立的虚拟大脑中的几何结构位置。为了测试该模型,研究人员在真实大脑组织上进行了实验。

据国外媒体报道,人类大脑是最复杂的结构之一,科学家仍需揭晓更多关于大脑的谜团。目前,最新一项研究显示,人类大脑布满一种多维结构,该结构可使大脑在 11 维空间正常运转。同时,理解大脑多维结构将帮助我们揭开记忆是如何形成的。

这项研究使用复杂计算机模型理解大脑细胞如何自己组织起来,完成复杂的任务。瑞士“蓝脑计划”主管、神经系统科学家亨利·马克拉姆(Henry Markram)说:“我们发现一个我们从未想过的世界,大脑中存在数千万个几何结构,它们可达到 7 维空间,甚至对于一些几何结构,可以达到 11 维空间。”

当叫做神经元的大脑细胞组形成复杂几何结构时,科学家称它们为“团(clique)”。每一个神经元与邻近神经元以特殊方式建立连接,从而形成具有复杂互连的几何结构。越来越多的神经元加入“团”,从而使该几何结构增添更多的维度。

【10】Nat Med:什么?负责产热并让人保持温暖的器官竟然是大脑?

DOI:10.1038/nm.4316

西奈山伊坎医学院的一项新研究对身体调节热量生产的方式提供重要的见解。产生热量的过程被称为产热。目前,产热正在作为人类糖尿病和肥胖治疗的靶标进行深入研究。

尽管研究人员曾推测一类白细胞-巨噬细胞在产热过程中发挥主要作用,但是新研究表明产热的主要动力来源于交感神经系统,该系统主要是由大脑控制的。该研究发表于 Nature Medicine杂志上。

由西奈山伊坎医学院医学(内分泌学,糖尿病和骨病)教授、该研究的资深作者Christoph Buettner领导的研究团队主要集中研究荷尔蒙儿茶酚胺。该荷尔蒙主要是由交感神经系统释放,以激活棕色脂肪组织。棕色脂肪组织是一种可以产热和保暖的脂肪组织。儿茶酚胺也能将最熟悉的储存油脂的白色脂肪组织转换成与棕色脂肪相似的组织。研究人员也测试了巨噬细胞是否如近几年研究提出的一样可以替代交感神经系统成为儿茶酚胺来源。(生物谷Bioon.com)

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