脑弹性成像再试手,揭示青少年冒险精神之源
McIlvainetal.,NeuroImage
图1:通过MRI(核磁共振成像)获取MRE数据的方法:低频振动由右下角的气动促动机(pneumaticactuator)产生
-McIlvainetal.,NeuroImage-
在本项研究中,研究人员测量了三个具体脑区的MRE数据:NAc(nucleusaccumbens,伏隔核)、vmPFC(ventromedialprefrontalcortex,腹内侧前额叶皮质)和OFC(orbitofrontalcortex,眶额皮质)。研究结果支持了此前用fMRI分析得出的结果:在青少年大脑中,主要由NAc组成的“冒险中心”的成熟程度比vmPFC和OFC组成的“控制中心”要高,青少年很可能因此无法有效抑制自己的冒险冲动。
doi:10.1016/j.neuroimage.2020.116850
你的性格,真的会被地形影响?
Gtzetal.,Nat.Hum.Behav.
“一方水土养一方人”,生长和居住的地方往往会在人的性格特质上留下别样的印记。例如,人们可能会觉得,山地居民会比平原上的更加“民风彪悍”。近期,美国的一项研究探索性地分析地形中的“多山性”(mountainousness)与大五人格特质(BigFivepersonalitytraits)之间的联系。为了得出“多山性”,他们运用地理数据,综合考虑了美国全境的海拔和坡度,并用邮政编码划分地区。数据显示,山地的人普遍有较低的随和性(agreeableness)、尽责性(conscientiousness)、外向性(extraversion)和神经质(neuroticism),但有着更高的经验开放性(opennesstoexperience)。为了初步揭示这种性格模式产生的机理,研究者们区分了迁入山区者的“文化适应效应”(acculturation)和在山区成长者的“文化濡化效应”(enculturation),发现山区人性格中的随和性、尽责性以及外向性程度可能来自在山区长大的文化濡化,而神经质与开放性的分数则源自移居者的文化适应。
-Gtzetal.,Nat.Hum.Behav.-
另外,为了区分生态环境影响(ecologicaleffect)和社会文化影响(socioculturaleffect),研究者还对比了东部居民(浅蓝)和西部居民(深蓝)的分数。他们的假设是,虽然美国两侧都有山,但只有西部的人历史上受到了边境文化(frontierculture)的影响,而东部受到的是更纯粹的生态环境影响。研究者们解读图中的结果称,纯生态环境影响带来的是高神经质故而排斥社交、低尽责性故而远离公民义务的隐士,而非西部那些独立自主且意志坚定的先锋——他们受社会文化影响较多,神经质程度较低,且非常追求新体验。此次研究发现的效应虽然看似偏小,但考虑到社群庞大的人口总数,此类性格差异对社会与经济的影响应当不容小觑。
doi:10.1038/s41562-020-0930-x
“看着都疼”的神经基础
Zhouetal.,eLife
看到别人受伤或者露出疼痛的表情时,我们也会感到一丝疼痛。这样的共情(empathy)被称为替代性疼痛(vicariouspain)。
预警:以下部分图片可能会引起替代性疼痛!
-Zhouetal.,eLife-
doi:10.7554/eLife.56929
与情绪之间的联系具有普遍性
Jonauskaiteetal.,Psych.Sci.
与此同时,研究人员也发现,语言和地域能够在一定程度上改变颜色-情绪关联强度。总体而言,来自语言上或地理位置上更相近的国家的被试对于颜色-情绪的匹配会更加相似。一些显著的个例可能揭露了这一趋势的原因:例如,来自希腊的被试更倾向于将紫色与悲伤相匹配,而中国的被试看到白色则会想到悲伤,这两种现象可能都与葬礼上的服装穿着有关。因此,语言和地域变化对于颜色-情绪关联性的影响可能受到了更多文化因素的调控,但这些因素带来的差异并不足以影响该关联的普遍性。
日内瓦情感轮,右图为一份回答的示例
-Jonauskaiteetal.,Psych.Sci.-
doi:10.1177/0956797620948810
图里有脸?图里没脸?
图里有且没有脸——人脸视错觉的神经机制
Wardleetal.,Nat.Commun.
由上至下分别是实验中所使用的物品、人脸视错觉、人脸图片
-Wardleetal.,Nat.Commun.-
MEG结果显示,人脸视错觉刺激在260ms后与物品识别的活动模式的相似度增加,这可能代表了视觉系统对于错觉刺激的分类由面孔转变为物品
doi:10.1038/s41467-020-18325-8
记忆表征强度模型揭示记忆的统一理论
Schurginetal.,Nat.Hum.Behav.
工作记忆容量(capacity)一般为3—4个项目,这个结论在使用不同的范式、任务及不同类别刺激的实验中均得到了验证。加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的Brady团队提出了TCC(targetconfusabilitycompetition,目标混淆度竞争模型),该模型通过单一信号检测框架(unitarysignaldetectionframework)从项目表征与目标之间的相似程度将不同的感知项目转化为相似性表征(similarityrepresentation),从而对记忆容量理论提出了新的解释。
在连续反应记忆任务(continuousresponsememorytask)中,被试通常需要在颜色圆盘(colorwheel)上通过滑动指针找出记忆项目的颜色(Luck&Vogel,1997;见图)。该研究团队认为,对不同目标项目的记忆表征强度是非线性的,并由编码项目与记忆目标的相似性决定。因此,与以往使用记忆容量、表征精确程度(accuracy)两个变量的工作记忆模型不同,TCC模型中只有一个变量——记忆强度(d′)。与传统模型相比,TCC的预测效果更好。此外,从记忆强度而非记忆容量的角度出发,研究人员们得以探究工作记忆与长时记忆之间的关系。
-Schurginetal.,Nat.Hum.Behav.-
TCC模型预测曲线(蓝线)对于不同记忆任务
数据(灰色直方)的预测表现
doi:10.1038/s41562-020-00938-0
系统与网络
中间神经元——稳定空间记忆的关键
Udakisetal.,Nat.Commun.
在记忆研究中,神经科学家们的目光常常集中在兴奋性神经元上——在重要的记忆脑区,海马体(hippocampus)中,这些兴奋性神经元就是锥体神经元(pyramidalneurons)。然而,海马体中的另一群关键细胞,抑制性中间神经元(inhibitoryinterneurons),或许也在记忆中发挥着至关重要的作用。本周,由布里斯托大学(UniversityofBristol)和帝国理工学院(ImperialCollege)合作完成的一项研究表明,海马体中主要的两组中间神经元(PV和SST神经元)具有能帮助稳定记忆的细胞性质。
一直以来,突触可塑性(synapticplasticity)都被视为记忆的主要基质。研究团队通过一个常被用来诱导可塑性的方法(thetaburststimulation,TBS),诱导出了PV和SST神经元的突触可塑性。在海马体内,这两群神经元通过与锥体神经元之间的连接,抑制进入锥体神经元的兴奋性信号(下图c)。有趣的是,这两种抑制性中间神经元具有非常不同的性质。如下图g、h所示:在经历了完全相同的TBS步骤后,PV神经元—锥体神经元突触会产生LTD(long-termdepression,长时程抑制),而SST神经元—锥体神经元突触会产生LTP(long-termpotentiation,长时程增强)。
-Udakisetal.,Nat.Commun.-
作者进一步确认了这两种不同的可塑性的机制,并深入研究了中间神经元的可塑性给整个海马体CA1网络带来的影响。他们发现,在诱导出PV和SST神经元的可塑性后,CA1中的锥体神经元活动,与从CA3到CA1的输入活动有了更强的耦合性(correlation)。而且在小鼠中,这两种神经元的可塑性使得CA1内的位置细胞(placecells,对空间记忆极其重要的一类锥体神经元)更加稳定。在下图a表示的任务中,小鼠要先在A环境中跑10圈,再在B环境中跑15圈,最后再回到A环境中跑10圈。实验的目的是想量化CA1位置细胞的稳定性:如果在第二次进入A环境后,位置细胞的活动与第一次相同或类似,那么就可以说位置细胞非常稳定。他们发现,在诱导出中间神经元可塑性(下图b,iPlasON)后,CA1位置细胞在两次进入A环境中时,活动规律十分相似。然而,在没有诱导出可塑性(下图c,iPlasOFF)的情况下,有的CA1位置细胞在两次进入A环境中时,活动规律发生了显著变化。作者团队最后提出,要明白记忆是如何保持其精确和稳定性的,就要更多地将目光投向海马体中的中间神经元——这些抑制性的神经元,也许是稳定记忆的关键。
doi:10.1038/s41467-020-18074-8
大脑中的信息浪潮,不同波段解构世界
Lundqvistetal.,J.Cogn.Neurosci.
外界信息传入大脑,首先得经过感官系统。嗅觉、视觉、听觉等感觉先在初级感觉皮层(例如颞叶的初级听觉皮层,和额叶的初级运动皮层)中扎根,然后向着“更高级”的皮层,例如前额叶,进发。MIT皮考尔研究所(PicowerInstitute)的Miller团队在近日发文表示,这个“等级制度”上,不同级别的皮层用于处理信息的振荡(oscillation)频率也不同。
doi:10.1162/jocn_a_01600
哪条神经环路能让你“控制”住你自己?
Terraetal.,Curr.Biol.
doi:10.1016/j.cub.2020.08.031
海马体如何帮助你在休息间隙“练钢琴”?
Jacobaccietal.,PNAS
doi:10.1073/pnas.2009576117
压力引起的失眠和免疫抑制共享神经环路
Lietal.,Sci.Adv.
每次开组会之前是否都会觉得压力山大,前一天晚上辗转反侧难以入眠?压力过后就像经历了枪林弹雨,耗尽元气,常常一病不起?我们对压力会引起失眠早已习以为常,并且深知容易失眠的人通常体弱多病。那么是什么搭建了压力和失眠之间的桥梁,而失眠又是如何降低我们对外界的抵抗力,威胁我们的身体?来自斯坦福一支研究团队猜想,过度觉醒的失眠状态和外周免疫抑制是否建立在相同的神经基础上?他们发现,在小鼠中,压力可以强效激活位于下丘脑室旁核的释放促肾上腺皮质激素的神经元(CRHPVN),而这些神经元能够直接单突触神经支配下丘脑泌素神经元(HcrtLH)的活动,在压力引起的失眠中起到至关重要的作用。他们利用光遗传激活这条神经环路可以引起小鼠失眠,相反如果抑制CRHPVN与HcrtLH之间的连接,即使小鼠处于压力状态下也不会为失眠所困。同时他们注意到激活这条压力神经环路,还可以通过调控细胞增殖和迁移等极大地影响小鼠体内免疫细胞的分布、交流,最终造成大范围的免疫抑制。这就解释了为什么压力在迫使我们清醒的同时,也在悄悄地减弱我们对外界环境的免疫力,对我们的身心都造成巨大的伤害。所以,快去放松放松吧!
doi:10.1126/sciadv.abc2590
细胞与分子
综述|星形胶质细胞在CNS炎症中的角色
Linnerbaueretal.,Neuron
图1:CNS炎症中,星形胶质细胞的信息处理
-Linnerbaueretal.,Neuron-
近日的一篇综述,详述了过去几十年来,对星形胶质细胞在CNS炎症中作用的研究。作者讨论了星形胶质细胞在炎症中与其他胶质细胞,例如小胶质细胞(microglia,被称为“大脑的免疫细胞”)、小突胶质细胞(oligodendrocytes,主要辅助中枢神经元的髓鞘形成)、神经元、内皮细胞以及周围免疫细胞之间的互动。还简单总结了对炎症中星形胶质细胞表现遗传学(epigenetic)改变的研究,尤其是组蛋白(histone)改造和DNA甲基化(methylation)。
由于星形胶质细胞网络的特殊性(例如细胞之间以孔道连接,形成大片的星形胶质细胞网络),作者认为,这个领域的未来,需要靠高通量成像技术来实现。
doi:10.1016/j.neuron.2020.08.012
病菌感染引起的传代记忆
Kaletskyetal.,Nature
-Kaletskyetal.,Nature-
doi:10.1038/s41586-020-2699-5
疾病与治疗
综述|想在星系中穿越?先把肠道菌群照顾好
Turronietal.,Front.Phys.
doi:10.3389/fphys.2020.553929
成年孤独症患者的非传染性生理疾病
Weiretal.,Autism
近期的一项线上匿名调查显示,相比健康对照组,成年孤独症患者面临着更高的健康风险,更容易患上心血管疾病、呼吸系统疾病和糖尿病。即便控制了年龄、人种、受教育程度、体重指数(bodymassindex,BMI)、抽烟和饮酒情况,该区别依然存在。2368名被试(1156名孤独症患者)参与了这项问卷调查并纳入分析。根据被试性别进行分组后,研究人员建立了三个统计学模型。研究结果表明,相比健康对照组,女性自闭症患者更容易出现心血管和呼吸系统疾病、哮喘、低血压、心律失常(arrhythmias)和糖尿病前期(prediabetes)的状况;男性自闭症患者则更容易出现心律失常。
doi:10.1177/1362361320953652
猫、狗、人:视觉社会注意与孤独症
Grandgeorgeetal.,Front.Psych.
不论有没有亲自养过,我们都知道网友对宠物猫的称呼:猫主子。那么问题来了:为什么没有“狗主子”这一说呢?常识告诉我们,相比宠物猫,宠物狗与主人的互动要更多且更亲密;换句话说,它们和主人互动的模式不同。
有科学证据支持这一感受吗?
有。近期的一项研究表明,至少在视觉社会注意(visualsocialattention)方面,宠物猫、宠物狗和主人们确实表现出不同的模式。通过观察正常发展(typicallydeveloping,TD)的孩子以及孤独症儿童与他们的宠物猫/狗在家中的玩耍交流,研究人员发现,宠物狗和宠物猫的视觉交流方式有所不同,其与主人的互动也有差异。
除了猫、狗和人之间的视觉社会注意模式的相似与不同,这项研究还发现,人—猫、人—狗在互动时会根据对方的反应微调视觉注意方式,但总体模式并没有大的变化。研究人员认为,这或许与三种生物各自的进化历程有关。也就是说,视觉注意是社交模式的重要组成部分,是一种生物本能。
-@狗尾巴花-
doi:10.3389/fpsyg.2020.02047
新冠疫情
美国疫情或被严重低估,
四月时实际感染人数已9倍于官方报告
Wuetal.,Nat.Commun.
据约翰·霍普金斯医学院数据,美国的病例数在过去一周内增长了25万,死亡人数接近5000,而如今报告的总感染人数接近640万,死亡人数接近20万。然而更坏的消息是,本周的一篇论文指出,或许在4月中旬,美国感染人数就已经达到640万。这项研究利用半贝叶斯概率偏差分析(semi-Bayesianprobabilisticbiasanalysis),量化并校正了观察性数据中的测量偏差(measurementbias)带来的影响,估测出了美国疫情早期的实际感染人数。加州大学伯克利分校公共健康学院(BerkeleyPublicHealth)的流行病学和生物统计学教授,杰德·本杰明-钟(JadeBenjamin-Chung)表示,在疫情早期,有大群感染者因未表现出明显症状而未接受检测,这可能是之后疫情加速发展的关键原因。在估测出的640万感染病例中,有89%都未被报告。而在这其中,约86%的未报病例是检测不足导致的,而剩下的未报病例则是由检测精度缺陷产生的。截至4月18日,可能有1.9%的美国人已感染了新冠病毒,然而在官方报告中,这个数字仅为0.2%。
本杰明-钟想用这项研究的结果警示群众保持社交距离,并督促政策制定者加大检测力度。
doi:10.1038/s41467-020-18272-4
编者:阿莫東森、山鸡、狗尾巴花、航迹云、小盐、图图、肖本