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喂食不均衡饮食的小鼠其后代大脑会产生相应的变化
单不饱和脂肪酸Omega 3和Omega 6摄入的均衡性对维持正常体重至关重要, 且这种均衡饮食不但会对食用者个人产生影响,还会通过母体影响胎儿的大脑发育,从而使后代也出现体重方面的问题。在妊娠期,如果孩子母亲摄入过多的Omega 6和过少的Omega 3,那么胎儿大脑中奖赏回路内负责生成多巴胺的神经细胞就会增加,而多巴胺的过量分泌会使人为了满足口腹之欲而摄入过多的糖分和脂肪。使用药物抑制多巴胺的分泌就能改善这种特别爱吃东西的表现,从而对体重进行控制。
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孕期长短决定新皮质大小
新皮质是大脑进化过程中最晚出现的一层皮质,内部共分六层,与高等认知功能密切相关。人类的新皮质高度发达,比黑猩猩大约三倍,而这层新皮质在进化过程中发生扩张的主要标志为其上层中神经元细胞数量的猛增。先前已有研究表明,一种人类所特有的叫做ARHGAP18的基因与新皮质的扩张有关,在这项新研究中,发表该成果的同一团队又揭露了能使新皮质产生扩张的另一因素,即孕期的长短。早在2014年就有模型证实延长神经发生的周期有助于增加新皮质的大小。现在,通过小鼠实验研究人员发现,孕期越长,神经发生周期就越长,新皮质上层的神经元数量也就越多。因此,母体孕期较长的胚胎其大脑新皮质会明显大于母体孕期相对较短的胚胎。这一结论不但加深了我们对大脑发育过程的理解,对认知障碍相关的神经发育类疾病亦有一定的启示作用。
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孕妇的免疫状况与后代的自闭症风险具有相关性
在孕期,如果母方体内存在由哮喘、过敏、自身免疫性疾病等各种原因所引起的炎症反应,则促炎症细胞因子便会跨过血脑屏障或直接与胎盘内受体相结合从而影响胎儿的大脑发育,增加后代患自闭症(ASD)的风险,甚至影响其严重程度。与既往研究结论相悖的是,这种影响只涉及子女的行为和情绪问题,而不会损害后代的认知能力。儿童心智发展水平的测评结果表明,炎症组中非哮喘类疾病的女性后代甚至具有高于正常组的认知能力。总体而言,母体炎症反应对男性后代的影响更大,且哮喘相比其他类型的疾病具有更大的影响力。母体炎症与后代ASD发病率具有强相关性这一事实的揭露有利于ASD防治手段的研发。
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线粒体动力学在神经发生中的重要地位
在大脑皮层进行神经发生,即神经干细胞进行增殖分化的过程中,神经干细胞内的细胞器会经历一次重塑。线粒体发生分裂的放射状胶质细胞(一种神经干细胞,简称RGC)最终会分化成神经元,而线粒体发生融合的RGC则会进行自我更新,维持其干细胞的身份。影响RGC分化情况的这一阶段发生在有丝分裂后,且其持续时间视物种类别不同而有长有短。使用化学手段和基因调控,就可以操控人类体外神经干细胞和小鼠体内神经干细胞内线粒体在此阶段内的分裂和融合情况,从而改变RGC的分化命运。对神经发生细节的进一步了解让我们离彻底理清大脑发育原理又近了一步。
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比起即刻的奖励儿童更喜欢进行探索
儿童能像成年人一样通过学习了解到哪个选择才是最优解,但不同于成年人,儿童并不会在得出结论后就直接选择那个答案。在不确定性较高的环境中,他们倾向于继续系统的对其它选项进行探索,以防其中哪项的价值发生了变化。而当不确定性只集中在小部分的选项中时,孩子们的行为就会出现两极分化,有的会继续搜集信息而有的则会像成年人一样有针对性的选择最优解。儿童和成年人的这种行为差异可能源自于其大脑所处的生长阶段不同,早期丰富的探索性行为能帮助孩子获取更多的知识,以加深对世界的理解。
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研究发现加速神经生长的新方法
在肢体神经移植的过程中,时间是决定成败的一个关键因素。如果神经不能以足够快的速度生长至指定肌肉位置,那么移植就会失败。这也是为什么下肢远端神经移植比上肢神经移植成功率低的原因。而该研究则发现,在进行移植前一周花一小时以20赫兹的频率刺激所需移植的神经可以使其在移植后的生长速度快上3-5倍。虽然此次的研究只进行了将胫神经束移至腓总神经残端以治疗足下垂的实验,但据称,这种电刺激法可适用于周围神经系统中的任何部位。使用该方法我们就可以以人为的手段扩大神经再生的无限潜力。
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神经元可通过调节自身代谢减缓变性过程
一部分的神经退行性病变由线粒体的代谢障碍所引起。线粒体对维持神经元的正常供能尤为重要,而许多理论都认为,当线粒体的代谢出了问题,那么神经元的变性和死亡将不可避免,因为神经元几乎不具备通过调整自身代谢状况来适应外界剧烈变化的能力。在对变性神经元的全蛋白组进行分析后,该团队发现,上述这种观点是有误的。事实上,当线粒体的功能产生障碍时,神经元内的代谢过程会发生重组,开始进行三羧酸循环回补反应。这一适应性改变能减缓神经元变性的进程,如果终止该反应,神经元便会迅速死亡。对神经元这种代谢上的适应能力的理解有助于线粒体异常类神经疾病的靶向药开发。