█ 神經科學

Nature：果蠅視覺完整神經元圖譜發布，揭示732種細胞類型

Nature：大腦“信號開關”竟能調節鈣流量

Cell：蛋白質磷酸化調控壽命，或成神經退行性疾病治療新靶點

Cell：找到“洗腦”新方法！老年小鼠記憶力逆齡增長

Cell：跑步后總想上廁所？科學家發現腸道“運動感應器”

腦網絡標準化工具NCT發布：解決神經科學“同名不同義”難題

運動時視覺主導，靜止時聽覺優先

大腦用"智能縮放"策略高效處理數字信息

神經元放電順序≠事件順序，AI+腦科學聯手推翻百年記憶理論

多模態數據整合揭示大腦皮層回路奧秘

睡眠中神經元“洗牌”增強記憶：長時間睡眠重塑大腦記憶編碼

發現“一鍵修復”中風腦損傷的藥物

躲拳頭、踩節拍全靠它！三大腦區協作預測未來

大腦自發活動揭示跨物種預測機制

█ 認知科學

大腦偏愛什么聲音？

文化差異決定人類對AI的態度：日本更尊重機器人

手機放遠也無用？研究揭示拖延癥的真正根源

饑餓時為何總選垃圾食品？大腦的“美味優先”模式

你的運動歌單值幾個馬拉松？快節奏旋律可提升10%耐力

█ 疾病與健康

Cell：AI分析揭示孤獨癥診斷關鍵：重復行為更具特異性

Nature：iPS細胞移植讓癱瘓患者重獲站立能力

Nature：豬肝在人體內成功運轉10天，短期功能穩定

Nature：高脂飲食偷走你的食欲，是大腦神經降壓素在"罷工"

Nature：人類大腦能量圖譜，高認知區域線粒體更密集高效

神經元用"物理膠水"維持連接，阿爾茨海默病或源于此機制失效

未婚者患癡呆癥風險更低

運動顯著提升全年齡段認知功能，低強度活動效果最佳

160萬細胞數據訓練！AI工具SenePy讓衰老細胞無處可藏

血液檢測突破：亞洲人群阿爾茨海默病早期診斷準確率達92%

1.6萬條通路揭秘：為什么老年大腦會"斷電"

家庭嗅覺測試可早期預警阿爾茨海默病風險

減少90%發作頻率，丘腦中央核成癲癇治療“黃金靶點”

重復行為VS溝通障礙，孤獨癥癥狀的腦科學解釋

D2神經元是消除恐懼記憶的開關

首次繪制人腦-血液代謝交換圖譜

激活特定腦神經元，即可降血壓又可抗焦慮

孕晚期高糖飲食，寶寶更愛哭

磁驅動機器人實現微創腦部手術，精度超傳統工具

筑波大學開發人機協作機器人，無縫切換虛實空間助力日常生活

特定乳酸菌可減少體內67%微塑料殘留

█ AI 驅動科學

類腦憶阻器控制器功耗僅為傳統方案的0.25%

類腦AI“超級圖靈”模型實現實時學習，能耗僅為百萬分之一

章魚觸手+工業機械臂，混合機器人解鎖擰燈泡新技能

科學版“劫富濟貧”？AI設計出最公平分配方案

自然語言處理技術揭示記憶敘述背后的神經機制

速度狂飆3,200倍！AI讓DNA存儲秒殺傳統硬盤

換油還是換輪胎？AI看一眼就知道，準確率超80%

AI聊天機器人Therabot療效媲美“黃金標準”心理治療

人體即計算機，肌肉組織秒解復雜方程

醫生為何想關掉AI？醫療智能的“責任陷阱”亟待破解

盲人學生也能“讀”圖表？新技術讓數據觸手可及

智能體也能“發論文”？新框架讓AI科研迭代加速

數據洪流與AI挑戰：學術出版體系面臨全面改革

AI醫療革命：從診斷加速到蛋白質解析，機遇與偏見并存

█ 大模型技術

Nature：TextGrad革新生成式AI優化

告別“一刀切”推薦！AI分層注意力技術破解用戶偏好密碼

BAFT系統實現AI訓練損失減少98%

神經網絡學會“猶豫”，醫療診斷準確性翻倍

AI記憶管家Second Me：用大模型重構人機交互體驗

█ 意識與腦機接口

Science：皮膚也能“聽”音樂？西北大學發明全向觸覺反饋設備

超聲波操控的液態“終結者”，未來可鉆入人體送藥

27微秒極速響應！人工神經突破助力癱瘓患者重生

可穿戴觸覺技術突破：多感官反饋將重塑人機交互

磁感應電子皮膚實現大面積高精度交互，能耗僅為傳統技術0.2%

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神經科學

Nature：果蠅視覺完整神經元圖譜發布，揭示732種細胞類型

視覺系統如何解析復雜環境信息一直是神經科學的核心問題。Aljoscha Nern、Frank Loesche、Shin-ya Takemura等來自霍華德·休斯醫學研究所（HHMI）和谷歌研究院的團隊，通過高分辨率連接組學技術，首次繪制了雄性果蠅視覺系統的完整神經元圖譜，并匹配了遺傳工具。

?Credit: Nature(2025).

研究采用聚焦離子束掃描電子顯微鏡（FIB-SEM, Focused Ion Beam Scanning Electron Microscopy，一種高精度三維成像技術）獲取了雄性果蠅右側視葉的突觸級分辨率數據。通過計算框架量化神經元形態，并結合突觸連接、神經遞質信息和人工校對，將約53,000個神經元分類為732種類型，其中半數為新發現類型。此外，團隊開發了匹配的split-GAL4遺傳工具線（一種精準操控特定神經元的技術），使科學家能定向研究各類神經元的功能。

這一成果不僅揭示了果蠅視覺系統的驚人多樣性，還為理解神經元形態如何影響空間視覺提供了結構基礎。未來，該圖譜可用于探索視覺信息處理的通用原理，甚至啟發人工智能視覺算法的設計。研究發表在 Nature 上。

#神經科學 #神經機制與腦功能解析 #計算模型與人工智能模擬

閱讀更多：

Nern, Aljoscha, et al. “Connectome-Driven Neural Inventory of a Complete Visual System.” Nature, Mar. 2025, pp. 1–13. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-08746-0

Nature：大腦“信號開關”竟能調節鈣流量

AMPA受體（AMPAR）是大腦學習與記憶的核心媒介，其鈣通透性長期被簡化為“全有或全無”的二元模型。麥吉爾大學團隊通過重構受體復合物與輔助蛋白的相互作用，首次證明含GluA2的AMPAR具有動態鈣通透性。

?含有 GluA2 的 AMPAR 形成連續的 Ca 2+ 通透性通道。Credit: Nature (2025).

研究采用重組表達系統（recombinant expression system）構建不同亞基組合的AMPAR（含GluA1-4），結合全細胞膜片鉗（whole-cell patch-clamp）和鈣成像技術，發現含GluA2的受體鈣通透性呈連續變化，而非傳統認為的完全阻隔。輔助蛋白TARP-γ2/γ8和CNIH-3通過修飾選擇性過濾器（selectivity filter）調控通透性，而錯義突變R607E/G（與孤獨癥相關）使通透性提升3倍。團隊還鑒定出細胞外鈣結合位點Site-G，揭示鈣離子通過“漏斗效應”進入通道的機制。這一發現解釋了AMPAR在突觸可塑性中的復雜角色，并為靶向鈣信號的神經疾病治療提供新思路。研究發表在 Nature 上。

#神經科學 #神經機制與腦功能解析 #AMPA受體 #鈣信號 #孤獨癥

閱讀更多：

Miguez-Cabello, Federico, et al. “GluA2-Containing AMPA Receptors Form a Continuum of Ca2+-Permeable Channels.” Nature, Mar. 2025, pp. 1–8. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-08736-2

Cell：蛋白質磷酸化調控壽命，或成神經退行性疾病治療新靶點

蛋白質異常聚集是阿爾茨海默病和帕金森病的關鍵病理特征，但其調控機制尚不清晰。哥廷根大學醫學中心的Eugenio F. Fornasiero團隊聯合耶魯大學、圣猶達兒童研究醫院，通過跨組織蛋白質壽命圖譜分析，揭示了磷酸化修飾如何通過穩定蛋白質促進疾病進展。

?Credit: Cell (2025).

研究采用穩定同位素標記（stable isotope labeling，通過標記追蹤蛋白質代謝）和定量蛋白質組學技術，構建了涵蓋8種小鼠組織及腦區的蛋白質周轉數據庫“Turnover-PPT”，包含11,000種蛋白質和40,000個磷酸化位點的數據。結果顯示，不同組織中蛋白質壽命差異顯著，如腦組織中Tau蛋白因磷酸化（phosphate groups修飾）而穩定性增加，延長其壽命并促進聚集；壽命相近的蛋白質更易形成相互作用網絡，提示協同調控；磷酸化通過改變蛋白質降解速率，直接參與阿爾茨海默病（Tau蛋白）和帕金森病（α-synuclein蛋白）的病理過程。研究發表在 Cell 上。

#神經科學 #個性化醫療 #蛋白質磷酸化 #神經退行性疾病 #抗衰老

閱讀更多：

Li, Wenxue, et al. “Turnover Atlas of Proteome and Phosphoproteome across Mouse Tissues and Brain Regions.” Cell, vol. 0, no. 0, Mar. 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.02.021

Cell：找到“洗腦”新方法！老年小鼠記憶力逆齡增長

衰老導致腦膜淋巴管功能退化，引發認知障礙。圣路易斯華盛頓大學的Jonathan Kipnis和Kyungdeok Kim團隊發現，通過增強淋巴管功能，老年小鼠的記憶力顯著提升，腦內炎癥減少。

?衰老會損害腦組織（稱為腦膜（藍色））中的淋巴管（綠色），導致腦廢物排出障礙，并影響認知功能。Credit: Kyungdeok Kim

研究通過刺激老年小鼠的淋巴管生長（使用血管生長因子），發現其腦內廢物清除能力增強，炎癥因子IL-6水平下降。行為實驗顯示，治療組小鼠在新物體識別任務中表現更優（記憶改善）。進一步機制研究表明，淋巴管功能障礙會激活小膠質細胞，過度分泌IL-6，破壞神經元興奮/抑制（E/I）平衡；而恢復淋巴管功能可逆轉這一過程。研究發表在 Cell 上。

#神經科學 #健康管理與壽命延長 #腦膜淋巴管 #IL-6 #認知衰退

閱讀更多：

Kim, Kyungdeok, et al. “Meningeal Lymphatics-Microglia Axis Regulates Synaptic Physiology.” Cell, vol. 0, no. 0, Mar. 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.02.022

Cell：跑步后總想上廁所？科學家發現腸道“運動感應器”

腸道如何獨立感知壓力并調節蠕動一直是未解之謎。哈佛醫學院Ruaidhrí Jackson和西奈山伊坎醫學院Hongzhen Hu團隊發現，機械力傳感器PIEZO1在膽堿能腸道神經元中高表達，既能響應運動壓力加速排泄，又能通過釋放乙酰膽堿抑制炎癥。

研究通過基因編輯使小鼠腸道神經元中的PIEZO1發光標記，結合光遺傳學和壓力實驗，發現PIEZO1缺失導致腸道收縮能力下降50%。運動實驗中，正常小鼠運動10分鐘即加速排便，而PIEZO1缺失小鼠無此反應。在IBD模型中，PIEZO1功能缺失的小鼠體重減輕更嚴重，腸道黏液層減少，炎癥加劇。進一步分析表明，PIEZO1通過促進膽堿能神經元釋放乙酰膽堿雙向調節腸道功能。研究為開發靶向PIEZO1的IBD療法（如調節乙酰膽堿分泌）奠定基礎。研究發表在 Cell 上。

#神經科學 #個性化醫療 #腸道蠕動 #PIEZO1 #炎癥性腸病

閱讀更多：

Xie, Zili, et al. “Enteric Neuronal Piezo1 Maintains Mechanical and Immunological Homeostasis by Sensing Force.” Cell, vol. 0, no. 0, Mar. 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.02.031

腦網絡標準化工具NCT發布：解決神經科學“同名不同義”難題

大腦功能網絡的命名和空間定義長期缺乏統一標準，阻礙跨研究比較。來自國際多機構的團隊開發了Network Correspondence Toolbox (NCT)，通過定量分析神經影像數據與主流圖譜（如Yeo2011）的空間對應關系，為領域提供標準化解決方案。

NCT采用Dice系數（空間重疊度指標）和自旋測試（spin test，通過隨機旋轉數據評估顯著性），量化新數據與16個常用圖譜的匹配程度。例如，默認網絡（default network）在多數圖譜中命名一致，但“額頂網絡”等存在顯著分歧。應用案例顯示，HCP工作記憶任務激活與部分圖譜匹配度高（Dice系數>0.7），而社交任務結果則差異較大。該工具開源且支持多圖譜并行對比，顯著提升結果可重復性。研究發表在 Nature Communications 上。

#神經科學 #跨學科整合 #腦網絡圖譜 #標準化工具 #功能磁共振成像(fMRI)

閱讀更多：

Kong, Ru, et al. “A Network Correspondence Toolbox for Quantitative Evaluation of Novel Neuroimaging Results.” Nature Communications, vol. 16, no. 1, Mar. 2025, p. 2930. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-025-58176-9

運動時視覺主導，靜止時聽覺優先

大腦如何在運動與靜止狀態下切換視覺和聽覺的優先級？韓國基礎科學研究所（IBS）的Lee Seung-Hee團隊發現，次級運動皮層（M2）通過抑制聽覺信號傳遞，使運動中的小鼠更依賴視覺決策，而靜止時聽覺占優。

?靈活的多感官處理機制。Credit: Nature Communications (2025).

研究結合鈣成像和光遺傳學，訓練小鼠在跑步機上完成視聽沖突任務。結果顯示：靜止時，后頂葉皮層（PPC）因聽覺信號抑制視覺神經元而聽覺主導；運動時，M2向聽覺皮層發送抑制信號，阻斷其與PPC的連接（ACPPC通路），但保留聽覺至紋狀體（ACSTR）的通路，從而減少聽覺干擾、增強視覺處理。

進一步實驗表明，關閉PPC會迫使小鼠依賴聽覺，而抑制M2則消除運動中的視覺優勢。盡管聽覺皮層仍處理聲音，但大腦通過動態調整整合方式適應行為需求。研究揭示了“感官守門人”M2的關鍵作用，為開發感覺統合障礙療法提供了靶點。研究發表在 Nature Communications 上。

#神經科學 #神經機制與腦功能解析 #感覺整合 #光遺傳學 #鈣成像

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Choi, Ilsong, and Seung-Hee Lee. “Locomotion-Dependent Auditory Gating to the Parietal Cortex Guides Multisensory Decisions.” Nature Communications, vol. 16, no. 1, Mar. 2025, p. 2308. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-025-57347-y

大腦用"智能縮放"策略高效處理數字信息

人類大腦如何用有限的神經元資源處理近乎無限的數值范圍？這一長期困擾科學界的問題有了新答案。日本國家信息通信研究機構（NICT）的Hayashi Masamichi團隊與東京大學Kido Teruaki、Yotsumoto Yuko合作，通過先進的腦成像技術首次揭示了大腦處理數字的"智能縮放"機制。研究發現，高階腦區會根據上下文動態調整數字表征方式。

?盡管物品的實際數量不同，但當關注物品較少的包裝中的超小 (XS) 數量（小套裝）和關注物品較多的包裝中的 XS 數量（大套裝）時，大腦表現出相似的活動模式。同樣，無論套裝如何，關注超大 (XL) 數量都會產生類似的大腦活動模式。Credit: National Institute of Information and Communications Technology (NICT)

研究團隊采用功能磁共振成像（fMRI）技術，精確記錄受試者在觀察不同數值范圍（小范圍：1-4個點；大范圍：5-16個點）的點陣圖案時的腦活動。通過創新的多變量模式分析方法，研究人員成功解碼了大腦各區域對數值的響應模式。

研究結果展現出三個重要發現：層級處理機制：初級視覺皮層采用"絕對值編碼"，即對具體數字（如"3個點"）產生固定響應；而隨著信息向高階腦區傳遞，頂葉和額葉區域逐漸轉變為"相對值編碼"，將數值歸類為"極小"（XS）、"小"（S）、"大"（L）或"極大"（XL）等類別；動態調整特性：同一個數值（如5個點）在小范圍中被編碼為"極大"（XL），在大范圍中卻被編碼為"極小"（XS），證明大腦能根據環境自動調整標尺；資源優化原理：這種靈活的編碼方式解釋了人類為何能用有限神經元處理近乎無限的數值范圍——通過將絕對數值映射到有限的相對類別中，大大提高了信息處理效率。

特別值得注意的是，這種從絕對到相對的轉變沿著大腦背側通路（從頂葉到前額葉）呈現梯度變化，表明高級認知功能更依賴情境化的信息處理方式。該發現不僅解釋了數字處理的神經機制，還可能適用于其他抽象概念（如時間、大小）的理解。研究發表在 Nature Communications 上。

#神經科學 #神經機制與腦功能解析 #計算模型與人工智能模擬 #認知科學

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Kido, Teruaki, et al. “Hierarchical Representations of Relative Numerical Magnitudes in the Human Frontoparietal Cortex.” Nature Communications, vol. 16, no. 1, Jan. 2025, p. 419. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-024-55599-8

神經元放電順序≠事件順序，AI+腦科學聯手推翻百年記憶理論

記憶事件順序的神經機制長期存在爭議，傳統理論認為神經元按事件順序依次放電。波恩大學醫院Florian Mormann團隊聯合圖賓根大學Matthijs Pals和Jakob Macke，通過癲癇患者單細胞記錄和AI模型，發現記憶順序由theta振蕩相位、刺激時間和頻率動態決定，而非簡單放電序列。

?經過訓練的 RNN 中的刺激選擇單元的振蕩相位隨項目位置而變化。Credit: Nature Neuroscience (2025).

研究結合侵入式電極記錄（記錄1,420個神經元和921通道局部場電位LFP）與循環神經網絡（RNN）建模。患者執行工作記憶任務時，內側顳葉（MTL）出現theta振蕩（2-8Hz低頻腦波），神經元放電相位與項目位置相關，但放電順序與事件順序無關。AI模型模擬顯示，相位順序由刺激時間差（SOA）和振蕩頻率決定，形成“時間-相位-頻率”動態編碼機制。這一發現否定了Lisman的相位序列假說，為記憶機制提供了新解釋。研究發表在 Nature Neuroscience 上。

#神經科學 #記憶機制 #計算模型與人工智能模擬 #theta振蕩

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Liebe, Stefanie, et al. “Phase of Firing Does Not Reflect Temporal Order in Sequence Memory of Humans and Recurrent Neural Networks.” Nature Neuroscience, Mar. 2025, pp. 1–10. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-025-01893-7

多模態數據整合揭示大腦皮層回路奧秘

近日，Nature Neuroscience發表了一項由艾倫研究所領銜的重大研究，通過整合轉錄組學、電生理學、連接組學和計算建模等多模態數據，系統解析了小鼠視覺皮層的回路結構與功能機制。這項研究為理解大腦如何整合信息提供了全新框架。

研究團隊采用Patch-seq技術，首次在單細胞水平將神經元的基因表達、電生理特性和形態特征關聯起來，鑒定了28種 inhibitory神經元多模態類型（met-types）。結合電子顯微鏡連接組學，發現抑制性神經元（如chandelier細胞）的突觸連接具有高度特異性，例如僅靶向興奮性神經元的軸突起始段。通過轉基因鈣成像，團隊進一步揭示了不同細胞類型的功能分工：Vip神經元對新穎刺激敏感，而Sst神經元則調控對熟悉刺激的反應。

研究還構建了包含23萬個神經元的生物物理模型，成功預測了視覺皮層神經元的方向選擇性（準確率82%）。這一模型已開源，為研究神經疾病機制和開發干預策略提供了新工具。

#神經科學 #多模態整合 #計算模型

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Arkhipov, Anton, et al. “Integrating Multimodal Data to Understand Cortical Circuit Architecture and Function.” Nature Neuroscience, Mar. 2025, pp. 1–14. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41593-025-01904-7

睡眠中神經元“洗牌”增強記憶：長時間睡眠重塑大腦記憶編碼

記憶如何在睡眠中鞏固是神經科學的核心問題。奧地利科學技術研究所的Jozsef Csicsvari團隊通過監測大鼠20小時睡眠中的腦活動，首次揭示海馬體神經元模式會從學習狀態逐步“漂移”為回憶狀態，非快速眼動睡眠（NREM）加速這一過程，而快速眼動睡眠（REM）則起剎車作用。

?NREM 周期加速了再激活漂移，而 REM 周期則抵消了這種漂移。Credit: Neuron (2025).

研究人員采用無線神經元記錄技術，在大鼠完成空間學習任務后，持續追蹤其海馬體CA1區神經元活動長達20小時。通過隱馬爾可夫模型（Hidden Markov Model）和貝葉斯解碼分析發現，睡眠早期神經元集群反映學習時的位置記憶，但隨著睡眠推進，活動模式逐漸轉變為清醒回憶時的狀態。

此外，研究還發現，REM期間尖波漣漪（sharp-wave ripples, SWRs）事件加速神經元模式重組，而REM睡眠抑制這一過程。僅放電率變化的錐體細胞（pyramidal cells）驅動重組，穩定放電的細胞保持原活動模式。重組后，關聯獎勵位置的神經元數量減少，可能釋放資源存儲新記憶。這一發現揭示了睡眠通過動態調整神經編碼來強化記憶的機制，未來或可應用于記憶障礙治療。研究發表在 Neuron 上。

#神經科學 #記憶機制 #海馬體 #睡眠階段 #表征漂移

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Bollmann, Lars, et al. “Sleep Stages Antagonistically Modulate Reactivation Drift.” Neuron, vol. 0, no. 0, Mar. 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.neuron.2025.02.025

發現“一鍵修復”中風腦損傷的藥物

中風康復長期依賴物理治療，但療效有限且無替代藥物。加州大學洛杉磯分校的S. Thomas Carmichael和Varghese John團隊發現，物理康復通過修復小白蛋白神經元的γ振蕩恢復腦連接，并開發出藥物DDL-920，在小鼠中實現與康復等同的運動功能恢復。

?中風投射神經元是康復引起的功能恢復所必需的。Credit: Nature Communications (2025).

研究結合光血栓中風小鼠模型和患者數據，發現中風后遠端腦區的小白蛋白神經元連接斷裂，導致γ振蕩消失。物理康復通過重建這些連接恢復運動功能。團隊篩選出兩種靶向小白蛋白神經元的藥物，其中DDL-920能顯著激活γ振蕩，使小鼠運動控制恢復至接近正常水平。機制上，該藥物模擬了康復對神經環路（如中風投射神經元stroke-projecting neuron）的同步化調控，首次實現“分子康復”。研究為中風治療提供了全新藥物靶點，未來或可替代高強度康復訓練。研究發表在 Nature Communications 上。

#神經科學 #個性化醫療 #中風康復 #γ振蕩 #分子藥物

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Okabe, Naohiko, et al. “Parvalbumin Interneurons Regulate Rehabilitation-Induced Functional Recovery after Stroke and Identify a Rehabilitation Drug.” Nature Communications, vol. 16, no. 1, Mar. 2025, p. 2556. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-025-57860-0

躲拳頭、踩節拍全靠它！三大腦區協作預測未來

預測未來事件（如躲避攻擊或踩準節拍）依賴大腦如何計算時間概率。德國馬克斯·普朗克學會的Matthias Grabenhorst（ESI）與歌德大學的Georgios Michalareas團隊發現，alpha（7-12Hz）和beta（15-30Hz）腦電波是預測關鍵，相關成果可能改善ADHD或帕金森病的治療。

?左側感覺運動區域的高 beta 波段功率可預測對預期事件的反應時間。Credit: Nature Communications (2025).

研究使用腦磁圖監測受試者預期任務時的神經活動，發現后頂葉皮層（運動計劃中樞）、后顳中回（事件時序處理器）和感覺運動皮層（動作執行區）協同工作。當事件可預測性高時，alpha/beta振蕩增強，反應速度提升30%。例如，beta頻段功率每增加1單位，反應時間縮短15毫秒。這種“概率密度函數”編碼機制比傳統風險率模型更高效，為腦機接口和神經疾病干預提供了新靶點。研究發表在 Nature Communications 上。

#神經科學 #預測模型構建 #腦機接口 #帕金森病 #ADHD

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Grabenhorst, Matthias, et al. “Neural Signatures of Temporal Anticipation in Human Cortex Represent Event Probability Density.” Nature Communications, vol. 16, no. 1, Mar. 2025, p. 2602. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-025-57813-7

大腦自發活動揭示跨物種預測機制

大腦如何通過自發活動（spontaneous activity）實現預測功能？意大利帕多瓦大學、羅馬國家研究委員會和德國馬普研究所的Anastasia Dimakou、Giovanni Pezzulo等團隊提出，這種活動是大腦優化預測的核心機制，其動態過程反映了對世界和身體的內部模型。

研究整合了神經影像學（如fMRI和EEG）和電生理學數據，發現自發腦活動在無任務時仍持續存在，并表現出與任務活動相似的時空模式。通過計算模型（如貝葉斯生成模型），團隊提出自發活動編碼了行為先驗（priors），例如對物體位置或動作概率的預期。在休息時，這種活動擴展模型的變異性以提升適應性；在任務中，則通過最小化預測誤差（prediction error）優化行為。跨物種（從線蟲到人類）數據表明，預測功能具有普遍性，且自發活動的高代謝成本暗示其重要性。研究發表在 Neuron 上。

#神經科學 #預測模型構建 #跨物種研究 #生成模型 #腦活動機制

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Dimakou, Anastasia, et al. “The Predictive Nature of Spontaneous Brain Activity across Scales and Species.” Neuron, vol. 0, no. 0, Mar. 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.neuron.2025.02.009

認知科學

大腦偏愛什么聲音？

為什么有些聲音一聽難忘，有些卻過耳即忘？芝加哥大學的Cambria Revsine團隊通過大規模實驗發現，聲音的記憶性存在普遍規律，與聽者個體差異無關。研究結合聲學分析和計算模型，首次證實某些聲音特征（如高音調）能顯著提升記憶效果。

?記憶任務。參與者聽一連串語音片段，每個片段之間都有一段短暫的粉紅噪音，當他們認出重復的說話者時，就按下一個鍵。平均約 20 次試驗后就會出現重復。 Credit: Nature Human Behaviour (2025).

研究團隊使用TIMIT語音數據庫（含數百名美國人聲片段），在Amazon Mechanical Turk平臺招募3000余名參與者完成聲音記憶任務。參與者需在重復播放的語音片段中識別相同說話者，研究人員據此計算每條聲音的“記憶性分數”（memorability score）。通過回歸模型分析，團隊發現低層聲學特征（如基頻/fundamental frequency、響度）和高層特征（如方言、主觀人格評分）共同影響記憶性。例如，音調較高（pitch）、語速較慢的聲音更易被記住，而模型預測準確率顯著高于隨機水平。這一規律在不同語句和聽者間保持一致，證實聲音記憶性具有內在穩定性。研究為優化語音助手、有聲讀物設計提供了科學依據，未來或可應用于司法證言可靠性評估。研究發表在 Nature Human Behaviour 上。

#認知科學 #記憶機制 #聲學特征 #計算模型

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Revsine, Cambria, et al. “The Memorability of Voices Is Predictable and Consistent across Listeners.” Nature Human Behaviour, Feb. 2025, pp. 1–11. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41562-025-02112-w

文化差異決定人類對AI的態度：日本更尊重機器人

自動駕駛時代，人類如何與AI共享公共空間成為關鍵問題。慕尼黑大學Jurgis Karpus與早稻田大學團隊通過博弈實驗發現，日本人對機器人和人類一視同仁，而西方人更傾向利用AI。

研究采用經典博弈論實驗（如囚徒困境，模擬利益沖突的決策場景），要求日本和美國參與者在人類或AI對手間選擇合作或自私策略。結果顯示，美國參與者對AI的合作率比人類低27%，而日本參與者對兩者無差別。情感分析表明，日本人對剝削機器人和人類同樣感到內疚，而西方人僅對剝削人類產生道德負擔。研究者認為，這種文化差異可能源于日本神道教和佛教中的“泛靈論”傳統，將機器視為有靈魂的實體。研究建議，在AI倫理設計和政策制定中需納入文化視角，例如全自動出租車在東京的接受度可能高于柏林。研究發表在 Scientific Reports 上。

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Karpus, Jurgis, et al. “Human Cooperation with Artificial Agents Varies across Countries.” Scientific Reports, vol. 15, no. 1, Mar. 2025, p. 10000. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41598-025-92977-8

手機放遠也無用？研究揭示拖延癥的真正根源

智能手機常被指責為工作效率的“殺手”，但倫敦政治經濟學院和倫敦藝術大學的Maxi Heitmayer團隊發現，問題不在設備，而在于用戶習慣。實驗表明，即使手機不可及，人們仍會通過電腦分心，總休閑時間不變。

研究招募22名參與者，在隔音環境中進行兩天實驗，分別將手機置于工作桌（觸手可及）和1.5米外（不可及）。結果顯示，手機不可及時使用時間下降37%，但電腦非工作使用增加42%，總休閑時間無顯著差異。手機因多功能性（社交、導航、娛樂）仍是首選分心工具，而電腦因便攜性差成為次要選擇。研究指出，App設計（如推送機制）和用戶習慣是分心主因，單純限制設備無效。研究發表在 Frontiers in Computer Science 上。

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Heitmayer, Maxi. “When the Phone’s Away, People Use Their Computer to Play: Distance to the Smartphone Reduces Device Usage but Not Overall Distraction and Task Fragmentation during Work.” Frontiers in Computer Science, vol. 7, Mar. 2025. Frontiers, https://doi.org/10.3389/fcomp.2025.1422244

饑餓時為何總選垃圾食品？大腦的“美味優先”模式

肥胖問題日益嚴峻，饑餓狀態如何影響飲食選擇成為關鍵科學問題。德國漢堡大學的Jennifer March和Sebastian Gluth團隊通過實驗發現，饑餓會改變大腦決策優先級，使人更關注食物美味度而忽略健康信息。

研究招募70名參與者，在饑餓和飽腹狀態下完成食物選擇任務，通過眼動追蹤和計算模型（多屬性注意力漂移擴散模型，模擬決策中信息整合過程）分析行為數據。結果顯示，饑餓狀態下參與者對美味食物的注視時間增加50%，決策速度加快30%，且健康信息（如營養評分Nutri-Score）的注意力權重降低60%。計算模型進一步揭示，饑餓通過雙重機制影響選擇：一是提高味覺屬性的決策權重，二是減少對未被注視的健康信息的處理。這表明，僅標注營養信息可能無法有效干預饑餓驅動的飲食選擇，需設計更醒目的健康提示策略。研究發表在 eLife 上。

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March, Jennifer, and Sebastian Gluth. “The Hungry Lens: Hunger Shifts Attention and Attribute Weighting in Dietary Choice.” eLife, vol. 13, Mar. 2025. elifesciences.org, https://doi.org/10.7554/eLife.103736.2

你的運動歌單值幾個馬拉松？快節奏旋律可提升10%耐力

運動時的疲勞感常讓人難以堅持，音樂能否將鍛煉變為快樂習慣？芬蘭于韋斯屈萊大學音樂、心智、身體和大腦卓越中心（CoE MMBB）的Andrew Danso團隊發現，音樂通過分散注意力降低疲勞感知，使低中強度運動更易堅持。

研究結合兩項實驗和元分析，發現120-140 BPM的快節奏音樂顯著提升運動耐力，使自覺用力程度（RPE, Rating of Perceived Exertion）降低10%。自選音樂組鍛煉強度更高，且回憶愉悅度提升（效應量g=0.86）。認知控制測試顯示，音樂能優化注意力分配（g=1.05）和抑制控制（g=1.87），但高強度運動削弱此效果。研究者建議將音樂與步行等低強度活動結合，以建立長期運動習慣。

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Danso, Andrew, et al. Does Music Support Cognitive Control and Affective Responses during Acute Exercise? An Exploratory Systematic Review and Meta-Analysis. medRxiv, 28 Jan. 2025, p. 2025.01.28.25321259. medRxiv, https://doi.org/10.1101/2025.01.28.25321259

疾病與健康

Cell：AI分析揭示孤獨癥診斷關鍵：重復行為更具特異性

孤獨癥診斷長期依賴主觀臨床評估，缺乏可靠生物標記。麥吉爾大學Danilo Bzdok與蒙特利爾大學Laurent Mottron團隊利用AI分析4200份兒童醫療記錄，發現重復行為（如固定興趣）比社交障礙更能準確預測診斷，呼吁修訂現行標準。

研究采用大型語言模型，通過預訓練數億通用語句后，微調于4000余份臨床報告，實現獨立診斷準確率提升。通過可解釋性框架，模型鎖定報告中與診斷最相關的句子，直接對比DSM-5標準。結果顯示，重復動作（如拍手、轉圈）和感知異常（如對特定聲音敏感）的提及率在確診患者中顯著高于非患者，而社交互動差異（如缺乏眼神交流）的區分度較低。研究者建議降低社交因素權重，以提升診斷效率。這一發現可能縮短診斷延遲（目前需數年），加速干預實施。研究發表在 Cell 上。

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Stanley, Jack, et al. “Large Language Models Deconstruct the Clinical Intuition behind Diagnosing Autism.” Cell, vol. 0, no. 0, Mar. 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.02.025

Nature：豬肝在人體內成功運轉10天，短期功能穩定

面對全球肝移植供體短缺，空軍軍醫大學西京醫院，在中國科學院院士竇科峰教授的領銜下，首次將六基因編輯豬肝移植至腦死亡受試者體內。10天試驗顯示豬肝可分泌膽汁和白蛋白，血流穩定且無排斥反應，為未來臨時性“橋接器官”提供可能。

團隊采用異位輔助移植（heterotopic auxiliary transplantation，保留患者原肝臟）技術，將經六基因編輯（敲除引發排斥的GGTA1/CMAH基因，插入人類血栓調節蛋白等）的小型豬肝臟植入受試者。術后監測顯示：豬肝2小時即分泌金黃色膽汁，10天累計66.5毫升；豬源性白蛋白（albumin，維持血液滲透壓的關鍵蛋白）水平上升；肝功能指標丙氨酸氨基轉移酶（ALT）正常，天門冬氨酸氨基轉移酶（AST）短暫升高后回落。超聲檢測顯示豬肝動脈、門靜脈血流速度穩定。免疫方面，抗胸腺細胞球蛋白（anti-thymocyte globulin）抑制T細胞，術后3天B細胞激活后被利妥昔單抗（rituximab，一種靶向B細胞的單抗）控制，免疫球蛋白（IgG/IgM）水平無顯著變化。組織學分析證實豬肝再生能力良好，無排斥跡象。但豬肝功能仍遜于人類，需延長研究周期驗證長期安全性。研究發表在 Nature 上。

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Tao, Kai-Shan, et al. “Gene-Modified Pig-to-Human Liver Xenotransplantation.” Nature, Mar. 2025, pp. 1–8. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-08799-1

Nature：iPS細胞移植讓癱瘓患者重獲站立能力

脊髓損傷常導致終身癱瘓，現有療法難以修復神經。日本慶應大學的Hideyuki Okano團隊與初創公司K Pharma合作，首次將誘導多能干細胞（iPS cells，由成人細胞重編程獲得）衍生的神經前體細胞移植至4名患者體內，其中一人術后一年可獨立站立，另一人恢復部分運動功能。

研究使用捐贈者提供的iPS細胞培育神經前體細胞（neural precursor cells，可發展為神經元和膠質細胞），每位患者損傷部位注射200萬細胞。術后免疫抑制治療持續6個月，防止排斥反應。一年隨訪顯示，兩名患者從AIS最高傷殘等級A（完全癱瘓）分別改善至C級（部分運動）和D級（接近正常功能），后者已開始行走訓練。但另兩名患者未顯著改善。影像學證實部分移植細胞存活，且無嚴重副作用。團隊認為細胞可能通過分泌修復因子或重建神經連接發揮作用，但需更大規模試驗排除自然恢復可能性。研究結果發布于未正式發表的新聞會，計劃提交期刊審核。K Pharma擬申請開展更大臨床研究。研究發表在 Nature 上。

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Mallapaty, Smriti. “Paralysed Man Stands Again after Receiving ‘Reprogrammed’ Stem Cells.” Nature, Mar. 2025. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/d41586-025-00863-0

Nature：高脂飲食偷走你的食欲，是大腦神經降壓素在"罷工"

肥胖者常對高熱量食物興趣減退，這一矛盾現象背后的機制不明。加州大學伯克利分校的Stephan Lammel團隊發現，長期高脂肪飲食會降低大腦神經降壓素（neurotensin）水平，進而削弱多巴胺驅動的進食愉悅感。通過干預神經降壓素信號，團隊成功恢復小鼠對食物的興趣并減輕體重。

研究結合行為實驗與光遺傳學技術，發現正常小鼠的伏隔核（NAcLat）到腹側被蓋區（VTA）神經回路編碼進食快感，而高脂飲食小鼠該回路功能失調。基因測序顯示，神經降壓素表達下降是關鍵原因。通過飲食調整或基因操作恢復神經降壓素后，小鼠對高熱量食物動機回升，總攝入量減少，體重下降。研究還發現，神經降壓素干預可改善焦慮和運動能力。這一發現為靶向神經降壓素的精準肥胖治療提供新思路。研究發表在 Nature 上。

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Gazit Shimoni, Neta, et al. “Changes in Neurotensin Signalling Drive Hedonic Devaluation in Obesity.” Nature, Mar. 2025, pp. 1–10. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-08748-y

Nature：人類大腦能量圖譜，高認知區域線粒體更密集高效

大腦能量代謝與健康密切相關，但線粒體的分布規律長期未知。哥倫比亞大學歐文醫學中心的Martin Picard、波爾多大學Michel Thiebaut de Schotten及團隊通過創新方法，繪制了全球首個大腦線粒體能量圖譜MitoBrainMap，揭示了不同腦區的能量供給差異。

?人類大腦體素化和映射。Credit: Nature (2025).

研究采用物理體素化技術，將人腦切片分割為703個3×3×3毫米立方體（對應神經影像分辨率），測量每個立方體的線粒體密度、氧化磷酸化（OXPHOS，能量生成關鍵過程）酶活性和呼吸能力。結果顯示，灰質線粒體數量比白質多50%，且進化較新的高級認知區域（如皮層）線粒體能量轉化效率更高。通過逆向線性回歸模型，團隊將數據擴展到全腦，并驗證了模型對同一大腦其他區域的預測準確性。這一發現為理解阿爾茨海默病等疾病的能量機制提供了新方向。研究發表在 Nature 上。

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Mosharov, Eugene V., et al. “A Human Brain Map of Mitochondrial Respiratory Capacity and Diversity.” Nature, Mar. 2025, pp. 1–10. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-08740-6

神經元用"物理膠水"維持連接，阿爾茨海默病或源于此機制失效

神經元如何在沒有電信號時保持連接？奧本大學的Michael W. Gramlich團隊發現，神經元依賴熵力（entropic force）這一物理原理維持突觸強度，而阿爾茨海默病患者的熵力系統紊亂導致記憶衰退。

?圖形摘要。Credit: Cell Reports (2025).

研究結合大范圍掃描電鏡（La-SEM, 高分辨率成像技術）、熒光顯微鏡（pHluorin-VGlut1標記囊泡）和計算模型，提出"熵力模型"：儲備池囊泡（reserve pool）限制回收池囊泡活動空間，迫使后者擠壓釋放池（RRP）囊泡，形成自發釋放。實驗顯示，β-淀粉樣蛋白突變會提升囊泡密度和釋放位點，導致異常高自發釋放率；而用藥物Latrunculin-A破壞肌動蛋白（actin, 細胞骨架成分）后，熵力效應消失。這一發現解釋了AD早期突觸功能失調的物理機制。研究發表在 Cell Reports 上。

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Wilson, Paxton, et al. “Presynaptic Recycling Pool Density Regulates Spontaneous Synaptic Vesicle Exocytosis Rate and Is Upregulated in the Presence of β-Amyloid.” Cell Reports, vol. 44, no. 4, Apr. 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.115410

未婚者患癡呆癥風險更低

婚姻是否真能預防癡呆？美國佛羅里達州立大學醫學院的Antonio Terracciano和Selin Karakose團隊分析了24,107名中老年人數據，發現未婚、離婚和喪偶者的癡呆風險顯著低于已婚人群。

?研究流程圖。Credit: Alzheimer's & Dementia(2025).

研究基于美國國家阿爾茨海默病協調中心（NACC）隊列，通過Cox回歸模型（一種統計方法，用于分析事件發生時間與變量的關系）評估婚姻狀態與癡呆癥的關系。結果顯示，離婚者風險降低34%（HR=0.66），未婚者降低40%（HR=0.60），且阿爾茨海默病（AD）和路易體癡呆（LBD）的關聯尤為顯著。調整教育、抑郁等15種因素后，離婚和未婚的關聯仍存在。研究人員認為，可能因未婚者診斷延遲，或婚姻質量未被充分考量。研究發表在 Alzheimer's & Dementia 上。

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Karakose, Selin, et al. “Marital Status and Risk of Dementia over 18 Years: Surprising Findings from the National Alzheimer’s Coordinating Center.” Alzheimer’s & Dementia: The Journal of the Alzheimer’s Association, vol. 21, no. 3, Mar. 2025, p. e70072. PubMed, https://doi.org/10.1002/alz.70072

運動顯著提升全年齡段認知功能，低強度活動效果最佳

認知衰退和神經退行性疾病成為全球健康挑戰，南澳大利亞大學的Ben Singh和Carol Maher團隊通過大規模分析證實，運動能顯著改善兒童、成人和老年人的認知能力。研究覆蓋258,279名參與者，為運動促進認知健康提供了強有力證據。

研究團隊對133項系統評價（含2,724項隨機對照試驗）進行元分析，使用AMSTAR-2工具評估數據質量。結果顯示，低至中等強度運動（如瑜伽、太極拳）對大腦功能提升最顯著，其中兒童記憶力改善達26%（SMD=0.26），ADHD患者執行功能提升24%（SMD=0.24）。運動游戲（exergames）如Pokémon Go對整體認知效果突出，且短期干預（1-3個月）即可見效。研究發表在 British Journal of Sports Medicine 上。

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Singh, Ben, et al. “Effectiveness of Exercise for Improving Cognition, Memory and Executive Function: A Systematic Umbrella Review and Meta-Meta-Analysis.” British Journal of Sports Medicine, Mar. 2025. bjsm.bmj.com, https://doi.org/10.1136/bjsports-2024-108589

160萬細胞數據訓練！AI工具SenePy讓衰老細胞無處可藏

衰老細胞是心血管病、阿爾茨海默病等慢性病的推手，但傳統方法難以精準識別。伊利諾伊大學芝加哥分校的Mark Sanborn、Jalees Rehman等通過分析160萬細胞數據，開發了開源平臺SenePy，首次系統定義了72種小鼠和64種人類衰老細胞的基因特征，為抗衰老研究提供新工具。

?衰老細胞隨生物體年齡增長而積累的細胞特異性動力學。Credit: Nature Communications (2025).

研究采用單細胞RNA測序和機器學習算法，發現衰老細胞的基因標記因組織類型（如心臟、大腦）差異顯著。SenePy通過比對用戶樣本與數據庫，可量化衰老負擔（senescence burden），并驗證衰老細胞會通過炎癥信號“集群”惡化周圍細胞。在癌癥中，衰老細胞表現出抑癌特性；團隊還利用SenePy篩選出潛在抗衰老藥物靶點。研究發表在 Nature Communications 上。

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Sanborn, Mark A., et al. “Unveiling the Cell-Type-Specific Landscape of Cellular Senescence through Single-Cell Transcriptomics Using SenePy.” Nature Communications, vol. 16, no. 1, Feb. 2025, p. 1884. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-025-57047-7

血液檢測突破：亞洲人群阿爾茨海默病早期診斷準確率達92%

阿爾茨海默病（AD）的關鍵病理特征是腦內β-淀粉樣蛋白（Aβ）沉積，傳統檢測依賴昂貴的PET掃描或侵入性腰椎穿刺。亞洲人群常合并腦血管病（CeVD），可能影響AD診斷準確性。新加坡國立大學楊潞齡醫學院Mitchell Lai聯合哥德堡大學、倫敦大學學院等機構，驗證了血液標志物p-tau217在亞洲AD早期篩查中的高效性，準確率超越傳統方法，為臨床提供便捷工具。

研究采用血漿p-tau217免疫檢測（ALZpath assay），基于淀粉樣蛋白PET（Aβ+）結果劃分風險層級。結果顯示，p-tau217的曲線下面積（AUC=0.923）顯著優于臨床評估（AUC≤0.819）及其他血液標志物（如p-tau181、GFAP）。高風險組認知衰退速度較對照組快1.5倍，證實其兼具診斷與預后價值。該技術可替代部分PET掃描，降低成本并提升篩查覆蓋率。研究發表在 Alzheimer's & Dementia 上。

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Chong, Joyce R., et al. “Clinical Utility of Plasma P-Tau217 in Identifying Abnormal Brain Amyloid Burden in an Asian Cohort with High Prevalence of Concomitant Cerebrovascular Disease.” Alzheimer’s & Dementia, vol. 21, no. 2, Feb. 2025, p. e14502. alz-journals.onlinelibrary.wiley.com (Atypon), https://doi.org/10.1002/alz.14502

1.6萬條通路揭秘：為什么老年大腦會"斷電"

面對全球癡呆癥患者2050年將達1.53億的嚴峻趨勢，瑞士洛桑聯邦理工學院Henry Markram團隊構建了首個整合神經元、星形膠質細胞和血管系統的16,800通路代謝模型，發現衰老大腦因代謝網絡"僵化"喪失適應性，而調整特定分子可逆轉衰退。

研究采用數據驅動建模，通過公開RNA測序數據量化年輕/衰老大腦的酶活性差異。模型顯示：鈉鉀泵（Na+/K+-ATPase，維持神經元電位的關鍵蛋白）活性下降使老年神經元動作電位減弱50%；線粒體與細胞質間的NADH穿梭（能量載體運輸系統）效率降低導致ATP供應不足。

通過無引導優化算法，團隊發現聯合提升β-羥基丁酸（ketone body，替代能量底物）、乳酸和NAD+（輔酶）水平，同時降低血糖可使衰老細胞恢復90%年輕態代謝彈性。轉錄因子分析鎖定ESRRA為調控核心靶點。該模型已部署于開放大腦平臺（Open Brain Platform），支持全球研究者模擬個性化干預方案。研究發表在 Frontiers in Science 上。

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Shichkova, Polina, et al. “Breakdown and Repair of Metabolism in the Aging Brain.” Frontiers in Science, vol. 3, Mar. 2025. Frontiers, https://doi.org/10.3389/fsci.2025.1441297

家庭嗅覺測試可早期預警阿爾茨海默病風險

阿爾茨海默病的早期診斷面臨成本高、侵入性強等挑戰。麻省總醫院布里格姆的Mark Albers團隊開發了家庭嗅覺測試AROMHA Brain Health Test（ABHT），通過評估氣味識別、記憶和辨別能力，發現輕度認知障礙（MCI）患者嗅覺功能顯著下降。

?AROMHA 大腦健康測試。在線預篩選和在線同意后，基于網絡的程序將指導您完成 5 張雙語（英語/西班牙語）卡片 (A)。卡片 A 包含練習氣味 P，然后是組成 OPID9 測試的 9 個氣味標簽。藍色框 (B) 旁邊是 testyourbrainhealth.com 軟件指示的這些測試的工作流程，用于生成 OPID9、OPID9noguess 和平均強度分數。休息 10 分鐘后，指示參與者使用綠色框 (B) 中的工作流程完成卡片 B 和 C，以生成 POEM、OPID18 和 OPID18noguess 分數。然后指示參與者繼續使用紫色框 (B) 中的工作流程處理卡片 D 和 E，以生成 OD10 氣味辨別分數。Credit: Scientific Reports (2025).

研究采用數字化遠程測試，包含氣味識別（OPID）、記憶（POEM）和辨別（OD）任務，覆蓋英語和西班牙語使用者。結果顯示，嗅覺能力隨年齡下降，MCI組在OPID和OD測試中得分較認知正常（CN）組低27%-35%（p<0.01），且測試結果不受語言或監督條件影響。例如，MCI組平均OD10（氣味辨別）得分為6.2（滿分10），而CN組為8.5。ABHT還成功區分了臨床嗅覺缺失患者與正常人群（AUC=0.89）。這一低成本、無創的測試為阿爾茨海默病早期篩查和干預研究奠定了基礎。研究發表在 Scientific Reports 上。

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Jobin, Beno?t, et al. “The AROMHA Brain Health Test Is a Remote Olfactory Assessment to Screen for Cognitive Impairment.” Scientific Reports, vol. 15, no. 1, Mar. 2025, p. 9290. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41598-025-92826-8

減少90%發作頻率，丘腦中央核成癲癇治療“黃金靶點”

全身性癲癇傳統上被視為全腦異常，但深部腦刺激（DBS）的療效暗示特定網絡的存在。布萊根婦女醫院的Frederic L.W.V.J. Schaper團隊通過整合腦異常數據和連接組技術，首次繪制出與癲癇發作相關的腦網絡，并發現DBS有效靶點與該網絡核心重合，為精準治療提供新方向。

?收斂性全身性癲癇網絡。Credit: Nature Communications (2025).

研究團隊采用坐標網絡映射（coordinate network mapping，一種基于人腦連接組的功能定位技術），分析了21項研究中131個腦萎縮坐標，發現這些看似分散的異常均與同一腦網絡相連。該網絡涉及運動控制和意識調節區域，其核心峰值位于丘腦中央核——恰是DBS治療頑固性癲癇的電極植入靶點。臨床驗證顯示，21名接受DBS的患者發作頻率平均降低90%。此外，腦電圖-功能磁共振（EEG-fMRI）數據表明，癲癇放電激活區與該網絡高度重疊。這一發現不僅解釋了DBS的機制，還為非侵入性刺激（如經顱磁刺激）提供了新靶點。研究發表在 Nature Communications 上。

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Ji, Gong-Jun, et al. “A Generalized Epilepsy Network Derived from Brain Abnormalities and Deep Brain Stimulation.” Nature Communications, vol. 16, no. 1, Mar. 2025, p. 2783. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-025-57392-7

重復行為VS溝通障礙，孤獨癥癥狀的腦科學解釋

孤獨癥譜系障礙（ASD）的診斷長期依賴主觀行為評估，缺乏生物標志物。日本福井大學Akemi Tomoda與哈爾濱醫科大學Jia Wang、Lijie Wu等團隊合作，通過多模態腦成像發現ASD兒童左半球白質與功能連接特異性異常，為客觀診斷和精準干預奠定基礎。

?使用功能性磁共振成像進行的腦部掃描顯示，患有自閉癥譜系障礙的兒童在白質微觀結構和腦區功能連接方面表現出明顯差異，尤其是在左半球。Credit: Professor Akemi Tomoda / University of Fukui, Japan

研究采用磁共振擴散張量成像（DTI，檢測白質纖維微觀結構）和靜息態功能連接（rsFC，評估腦區協同活動），對比34名ASD與43名TD兒童。結果顯示：ASD組左半球白質完整性顯著降低，表現為分數各向異性（FA）下降、平均擴散率（MD）和徑向擴散率（RD）升高，尤其在前丘腦輻射（ATR）、扣帶回等區域。功能連接分析發現，上縱束（SLF）結構-功能異常與重復行為相關，扣帶回連接則影響溝通能力。團隊提出的“束-區域連接組”方法首次整合結構與功能數據，揭示ASD癥狀的神經機制。研究發表在 NeuroImage 上。

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“White-Matter Fiber Tract and Resting-State Functional Connectivity Abnormalities in Young Children with Autism Spectrum Disorder.” NeuroImage, vol. 310, Apr. 2025, p. 121109. www.sciencedirect.com, https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2025.121109

D2神經元是消除恐懼記憶的開關

大腦如何區分獎勵與威脅？米尼奧大學ICVS的Ana Jo?o Rodrigues和Carina Soares-Cunha團隊發現，伏隔核（NAc）中D1和D2神經元并非傳統認為的“對立分工”，而是協同響應刺激，但D2神經元在消除負面聯想中起關鍵作用。

?D1- 和 D2-MSN 編碼正面和負面非條件刺激。Credit: Nature Communications (2025).

研究采用微型顯微鈣成像技術，實時追蹤自由活動小鼠的NAc殼區D1/D2中型多棘神經元（MSNs）活動。結果顯示：D1和D2神經元群體均能區分正（如糖水）負（如奎寧）非條件刺激（US），但無法區分預測性線索（CS）。在獎勵或懲罰的聯想學習中，兩類神經元被同步激活，支持協同作用假說。當刺激關聯改變（如負面刺激消失），D2神經元活動變化更顯著；光遺傳抑制證實其是消退厭惡記憶的必要條件。這一發現揭示了情緒障礙（如焦慮癥）中“頑固性負面記憶”的神經機制，為靶向D2神經元的療法提供依據。研究發表在 Nature Communications 上。

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Domingues, Ana Verónica, et al. “Dynamic Representation of Appetitive and Aversive Stimuli in Nucleus Accumbens Shell D1- and D2-Medium Spiny Neurons.” Nature Communications, vol. 16, no. 1, Jan. 2025, p. 59. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41467-024-55269-9

首次繪制人腦-血液代謝交換圖譜

大腦如何通過血液獲取能量并排出廢物？這一關鍵問題長期缺乏系統性答案。北京腦科學與類腦研究所戈鵡平、首都醫科大學附屬北京天壇醫院王伊龍和莫大鵬團隊通過高通量技術，首次鑒定出1365種代謝物和140種脂質的腦-血交換規律。

?不同代謝物在人腦中的絕對攝取/釋放量和相對攝取/釋放百分比。Credit:Neuron(2025).

研究團隊采集腦靜脈竇、股靜脈和股動脈血液樣本，利用代謝組學和脂質組學技術，發現大腦每天凈吸收656.47 μM葡萄糖和5g谷氨酸，釋放439.18 μM谷氨酰胺（glutamine，解毒產物）。脂質中，甘油三酯消耗最多，磷脂酰乙醇胺（PE，細胞膜成分）釋放顯著。腦靜脈狹窄（CVSS）患者葡萄糖代謝異常，而老年人腦葡萄糖攝取隨年齡下降。研究發表在 Neuron 上。

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Wang, Yilong, et al. “Comprehensive Characterization of Metabolic Consumption and Production by the Human Brain.” Neuron, vol. 0, no. 0, Mar. 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.neuron.2025.03.003

激活特定腦神經元，即可降血壓又可抗焦慮

高血壓與心理壓力密切相關，但大腦如何協調二者尚不明確。佐治亞州立大學的Eric Krause和Annette de Kloet團隊發現，杏仁核中央區（CeA）的AT2R神經元能同步調節血壓和焦慮，為心身健康關聯提供了新證據。

研究采用光遺傳學技術，激活小鼠CeA區的AT2R神經元后，血壓顯著下降，焦慮行為減少。系統性實驗表明，該效應依賴GABA能神經傳遞（抑制性神經遞質系統）。更關鍵的是，直接向CeA注射AT2R靶向藥物同樣有效，而剔除AT2R會加劇焦慮。團隊指出，CeAAT2R神經元通過抑制下游腦區活動，實現“身心聯動”調節。這一發現解釋了冥想等練習的潛在機制，并為開發鼻腔給藥等精準療法提供了方向。研究發表在 The Journal of Neuroscience 上。

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Elsaafien, Khalid, et al. “Neurons of the Central Nucleus of the Amygdala That Express Angiotensin Type 2 Receptors Couple Lowered Blood Pressure with Anxiolysis in Male Mice.” Journal of Neuroscience, vol. 45, no. 12, Mar. 2025. www.jneurosci.org, https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1482-24.2025

孕晚期高糖飲食，寶寶更愛哭

孕期飲食如何影響嬰兒情緒健康？俄勒岡健康與科學大學團隊發現，妊娠晚期高血糖指數（GI）飲食與嬰兒6月齡時更高的負面情緒相關。Elinor Sullivan、Hanna Gustafsson和Elizabeth Wood等研究者通過追蹤302名孕婦的飲食與代謝數據，首次明確了孕晚期是飲食干預的關鍵期。

?研究時間表。Credit: Scientific Reports (2025).

研究采用結構方程模型（SEM），分析孕中晚期母親的飲食血糖指數（GI，反映食物升糖速度的指標）、體脂率和胰島素抵抗數據，并通過實驗室標準觀察和監護人問卷評估嬰兒情緒。結果顯示，孕晚期高GI飲食（如白面包、薯片）會顯著增加嬰兒的觀察性負面情緒（β=0.14）和悲傷傾向（β=0.17），而孕中期飲食無此影響。這表明胎兒大腦發育在孕晚期對血糖波動更敏感，短期飲食調整可能比長期代謝改變更有效。研究為孕期精準營養干預提供了依據，例如推薦低GI食物（如蔬菜、全谷物）。研究發表在 Scientific Reports 上。

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Wood, Elizabeth K., et al. “Higher Prenatal Dietary Glycemic Index in the Third Trimester of Pregnancy Is Associated with Infant Negative Affect at 6 Months.” Scientific Reports, vol. 15, no. 1, Mar. 2025, p. 8357. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41598-025-91886-0

磁驅動機器人實現微創腦部手術，精度超傳統工具

傳統腦手術需開顱，創傷大。多倫多大學Eric Diller團隊與加拿大病童醫院（SickKids）開發了直徑3毫米的磁驅動機器人工具，通過磁場無線操控，可模擬外科醫生手腕動作，實現精準微創手術。

?磁力夾持器腕部在推動方向上的阻斷力（左）、磁力夾持器鉗口的閉合力（中）以及磁力 TSA 鉗子閉合力（右）的力測量裝置。Credit: Science Robotics (2025).

工具包括磁力夾持器、手術刀和鑷子，由嵌入電磁線圈的手術臺控制。實驗使用豆腐和覆盆子模擬腦組織，磁力手術刀切口寬度僅0.3-0.4毫米，優于傳統工具（0.6-2.1毫米）。夾持器抓取成功率達76%。活體豬腦實驗證實工具可完成抓取、切割等關鍵操作。研究需進一步優化以適應臨床環境，如兼容熒光透視成像系統。研究發表在 Science Robotics 上。

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He, Changyan, et al. “Magnetically Actuated Dexterous Tools for Minimally Invasive Operation inside the Brain.” Science Robotics, vol. 10, no. 100, Mar. 2025, p. eadk4249. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/scirobotics.adk4249

筑波大學開發人機協作機器人，無縫切換虛實空間助力日常生活

老齡化與神經系統疾病導致患者行動和溝通困難，傳統護理成本高昂。筑波大學（University of Tsukuba）的Akira Uehara和Yoshiyuki Sankai團隊提出新型機器人，通過生物信號識別用戶意圖，實現物理與虛擬空間的無縫協作，顯著提升用戶獨立性。

?Credit: Akira Uehara

機器人采用多模態生命信息輸入，包括生物電信號和凝視方向，支持三種交互模式：助理模式：用戶佩戴可翻轉頭戴顯示器（HMD），通過手臂系統（負載500克）完成取物等任務，實驗召回率達1.00；騎手模式：遠程操控帶攝像頭的移動基座（配備全向輪）；幽靈模式：通過智能鑰匙虛擬控制IoT設備，F分數0.88。機器人通過用戶上臂BES和凝視方向切換模式，實驗驗證其日常任務成功率超90%。技術有望減少護理依賴，降低醫療支出。研究發表在 Frontiers in Robotics and AI 上。

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Uehara, Akira, et al. “Development of Human-Collaborative Robots to Perform Daily Tasks Based on Multimodal Vital Information with Cybernics Space.” Frontiers in Robotics and AI, vol. 12, Mar. 2025. Frontiers, https://doi.org/10.3389/frobt.2025.1462243

特定乳酸菌可減少體內67%微塑料殘留

微塑料在人體內的積累威脅健康，但清除手段有限。江南大學王剛團隊與饒馳通團隊發現，副干酪乳桿菌DT66和植物乳桿菌DT88能高效吸附微塑料并通過糞便排出，使小鼠腸道微塑料減少67%，同時緩解炎癥。

?乳酸菌對微塑料/納米塑料致睪丸和結腸損傷的影響。Credit: Environment Pollution (2024).

研究通過高通量篩選從784株細菌中選出吸附能力最強的副干酪乳桿菌DT66和植物乳桿菌DT88。體外實驗顯示，兩者對0.1μm聚苯乙烯顆粒（polystyrene particles）吸附效果最佳。動物實驗中，喂食益生菌的小鼠微塑料排泄率提升34%，腸道殘留降低67%。此外，植物乳桿菌DT88通過上調緊密連接蛋白（如occludin和ZO-1）修復腸道屏障，并調節菌群平衡。研究指出，乳酸菌的解毒機制包括直接吸附排泄和間接修復腸道微環境。研究發表在 Environmental Pollution 上。

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“Lactic Acid Bacteria Reduce Polystyrene Micro- and Nanoplastics-Induced Toxicity through Their Bio-Binding Capacity and Gut Environment Repair Ability.” Environmental Pollution, vol. 366, Feb. 2025, p. 125288. www.sciencedirect.com, https://doi.org/10.1016/j.envpol.2024.125288

AI驅動科學

類腦憶阻器控制器功耗僅為傳統方案的0.25%

傳統機器人控制器因高功耗限制設備續航與體積。密歇根大學Xiaogan Liang團隊開發了一種基于憶阻器的類腦計算系統，通過模擬神經網絡實現高效控制，功耗低至12.5微瓦，性能媲美數字方案。

?目標跟蹤探測車導航任務。Credit: Science Advances (2025).

研究采用硒化鉍（Bi?Se?）動態憶阻器構建儲備池計算（Reservoir Computing, RC）網絡，通過摩擦誘導選擇性沉積（RISS）工藝制備。該網絡將傳感器輸入的時序信號非線性映射到高維空間，結合短期記憶特性生成控制指令，無需復雜訓練。在滾動機器人目標追蹤測試中，系統響應速度與精度與傳統控制器相當，功耗僅為其0.25%；無人機杠桿平衡任務中，誤差率（NRMSE）為1.25。研究突破了傳統數字計算的能效瓶頸，為邊緣計算（Edge Computing）和微型機器人提供了新方案。研究發表在 Science Advances 上。

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Chen, Mingze, et al. “Nanoelectronics-Enabled Reservoir Computing Hardware for Real-Time Robotic Controls.” Science Advances, vol. 11, no. 13, Mar. 2025, p. eadu2663. science.org (Atypon), https://doi.org/10.1126/sciadv.adu2663

類腦AI“超級圖靈”模型實現實時學習，能耗百萬分之一

AI的高能耗問題制約其發展，而人腦的高效性提供了解決思路。德克薩斯農工大學的Suin Yi團隊開發出“超級圖靈AI”，通過模擬人腦突觸可塑性，將學習與記憶功能整合，大幅降低能耗。

?Synstor 電路的結構。Credit: Science Advances (2025).

團隊設計了一種突觸電阻電路，采用鐵電材料HfZrO，使AI在運行中同步調整算法（類似人腦的赫布學習規則，即“共同激活的神經元連接增強”）。實驗中，未預訓練的無人機通過該電路在模擬強風環境中實時避障，學習速度比傳統人工神經網絡（ANN）快10倍，功耗僅20瓦（傳統數據中心需吉瓦級電力）。此外，其適應性接近人類操作員，解決了傳統AI在未知環境中易失效的難題。研究成果發表于 Science Advances 上。

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