主题：神经系统

研究人员已经研发出一种程序来研究活体大脑内神经元的脑电活动

大脑科学家已经研制出一种能够发现并且记录活的老鼠大脑神经元个体信息的机器人。机器人已经成为现实世界中的大脑科学家。以后，这些相同的机器人能够研究人类如何思考，甚至能向大脑传递特定药物来治疗比如精神分裂症、帕金森症、孤独症和癫痫等疾病。

自动化机器人程序是众所周知的，尽管非常耗费时间、困难而且令人无法想象，目前为人类神经系统科学家工作而出名的是全细胞膜片钳。麻省理工学院对这项技术作出解释：需要将一个微小的凹窝载玻片吸液管与一个神经元的细胞膜像接触，然后在细胞膜上打开一个小气孔来记录细胞内部的脑电活动。

这项技术花费了研究生Suhasa Kodandaramaiah四个月的时间来学习。他在一篇新闻报道中说道：“当我熟悉这项技术的时候，我能感觉到即使它是一门艺术形式，它也能成为一种能够由一个机器人执行的程序化工作和决定。”

因此那就成了他和他的同事们现在在做的事情-研制一个机器手臂，能够以人类所不具备的更高精密度和速度把玻璃吸管插入麻醉的老鼠体内。《自然方法学》5月6日的报道中描述了他们的程序。同样的技术能够用于确定细胞的形状，而且他们正努力用一种方法来提取细胞内液来读取它的基因信息。

麻省理工学院的新闻报道把它称之为机器人学的新纪元：

研究人员们正在致力于按比例增加电极数量，以此来一次性记录多重神经元，这或许能够让他们确定大脑的不同部分如何连接。他们同时也和合作者一起开始对大脑中发现的数千种神经元进行分类。这张大脑“部件清单”将不仅通过最普通的分类方法-它们的形状进行区分，而且能通过脑电活动和基因信息进行区分。

研究团队成员克雷格-福里斯特说到：“如果你真的想了解神经元，你可以看它的形状，而且也可以看它如何放电。那么如果你提取了基因信息，你就能真正了解正在发生什么事情。现在你都了解了，那就是整个画面。”

虽然这项研究确实为神经系统科学打开了一个新的纪元，有人这些机器人有一点害怕吗？

据国外媒体报道，来自英国布里斯托大学和澳大利亚墨尔本的弗洛里神经系统科学学院的研究小组，近日公开宣布他们发现了神经系统的一处区域是连接心脏和大脑的主要“角色”。即当大脑的这部分区域出现了“工作故障”，那么人们因心脏疾病而死亡的风险就会提高。
据了解，神经系统的该区域具有十分重要的作用，该区域遭遇任何一种“小故障”  都会导致毁灭性的结果。科学家相信如果对它进行细节上的研究分析，那么一定会使得冠心病，心脏病以及其他一系列疾病的研究理论得到新的突破与发展。为了清晰的观察到大脑如何对心脏进行“支配管理”，研究人员使用了若干先进的研究技术来研究这种大脑和心脏之间的神秘“连线者”。该研究报告的细节目前已出现在在线生理学医学期刊最新一期。布里斯托大学的专家托尼—皮克林（Tony  Pickering）和朱利安—佩顿（Julian  Paton）教授与他们的同事罗宾—麦卡伦（Robin  McAllen）共同合作负责该试验的研究。该具有创新性的合作让研究人员们创造出了一种分析和监视神经细胞的新方法，从而可以实现对心脏跳动及相关方面的过程的控制。
经研究发现，神经系统的副交感神经和交感神经部位会同时促成对心脏跳动方式的控制。副交感神经专门用来进行心血管的反射，其中包括当人处于压力下，让人的心脏放慢跳动。当副交感神经没有能力为心脏提供这种保护作用时，心力衰竭，高血压以及其他心血管疾病就会经常发生。而且研究人员还在人类心脏中发现了这些副交感神经。研究人员也表示，他们最近也对一些限制进行了突破，对正在跳动心脏中的神经进行了观察。皮克林博士解释道，从实验中发现一系列心血管疾病中，例如心力衰竭导致的心脏病发作，高血压以及糖尿病  ，会产生一些不良预后，甚至会增加死亡的危险。他们的研究结果说明对心脏神经节进行针对治疗，使副交感神经恢复工作，就可达到痊愈的效果。英国心脏基金会研究所的顾问海伦—威尔逊（Helene  Wilson）表示，副交感神经对于调整心率十分重要。这样意味着，未来对心脏疾病的治疗将有新突破。（尚力）

关于在自闭症和精神分裂症等疾病中所表现出的社会和情绪缺陷背后的细胞扰动的一个观点是，某些神经系统中的激发性和抑制性活动之间不平衡。这个观点迄今为止是不能直接验证的，但随着两个光学遗传工具的问世，其可验证性更近了一步。这两个光学遗传工具有不同的光谱和时间特征，因此允许对两个混在一起的神经元类群进行选择性控制。这些新的视蛋白的应用显示，增加小鼠“前额皮质”中的相对激发会损害社会和学习行为。

　　连日来，瓜农刘明锁承包的江苏镇江丹徒区延陵镇大吕村40多亩西瓜大棚，就像布下了“地雷阵”，从5月8日开始，已结满瓜藤的大小西瓜，还没有成熟 就一个个炸裂开来，有的炸得四分五裂，有的炸得像一朵花。就在记者采访时，其他瓜农的数十亩西瓜同样开始满地“开花”。连日来的大棚西瓜爆炸还在当地继续 和蔓延，多家承包户出现惶恐。

　　有瓜农和专家指出，瓜农施用的“膨大增甜剂”是造成爆瓜的原因。

　　错用“膨大剂”

　　据报道，技术员来到现场看了满地爆裂的西瓜，眉头紧皱，一脸茫然。半天说了句话，让老刘一家差点没晕过去：“我也不知道这是为什么，反正我的农药没有问题。”

　　老刘电话求助安徽农科所的一位熟人，对方就说了一句话：“这种药要在西瓜鸡蛋大时用，这个时候用这种药不合适。”老刘告诉记者，他也咨询了 一些种瓜能手，一位种了10多年瓜的老农解释说，这种膨大剂是在西瓜长不大的时候用的，而老刘的西瓜长势很好，且生长速度很快，再使用膨大剂，西瓜肯定爆 裂。

　　膨大剂危害神经系统

　　膨大剂，化学名称叫细胞集动素，属于激素类化学物质，对植物可产生助长、速长作用，对人体的危害主要是神经系统的危险，能造成儿童脑炎，发育不良，痴呆等。此外，使用膨大剂后的果蔬味道变淡，吃起来口感不好，也不利于长时间储藏。

　　膨大剂在多种水果中偷偷使用

　　在弥猴桃业经常被偷偷使用的膨大剂为例，俗称“大果灵”，也叫“膨大素”，中文通用名为氯吡脲，英文通用名FORCHLORFENURON，英 文简称CPPU(N-2-氯-4-吡啶基苯-N’-苯基脲)，属苯脲类物质，主要是刺激细胞分裂素的物质，系那个一直推崇“高新”技术的米国美国 Sandoz公司最研发，日本协和发酵工业株式会社于1985年首先开发CPPU，但因CPPU在促进细胞分裂和增大的同时，出现了畸形果、果品贮藏期变 短等问题，日本未将该产品在生产中使用。我国的研究人员却争先恐后引入，中国农科院果树所80年代后期从日本引进，1992年农业部居然批准了该产品。氯 吡脲是一种高活性的化合物，在促进植物细胞分裂和增大的同时，对人类的副作用也逐渐被发现。

　　市场上的葡萄如果个头又大又圆，但口感差，一般也是加入了“催红剂”和“膨大剂”。催红剂学名叫“乙烯利”，可以让葡萄提早成熟，膨大剂可以让 葡萄 长得更大，在葡萄膨大剂中，氯吡脲的使用率最高。市场上的葡萄用没用这些激素只能通过肉眼去识别，如果葡萄颜色都是紫色的，没有青色，品尝口感差，就应该 是“催红剂”惹的祸。葡萄园里如果葡萄杆很粗，很可能是用了“膨大剂”。

　　挑选水果的方法

　　如果在市场遇到下面这样的水果一般都是被催熟剂、膨大剂、防腐剂搞出来的，要尽量少买少吃：

　　1. 形状异常，外观色泽太美丽；

　　2. 味道差而平淡。

　

        在这张显微照片中，箭头指向的神经细胞自己选择成为感觉器官的前体细胞（SOP）。这些细胞将化学信号送给相邻细胞，使它们发出红色萤光，并阻止它们变成SOP。
        
        人们曾经从昆虫身上学到过许多知识。最近，我们的“昆虫老师”又给我们上了一课：果蝇蛹体内新成长的神经网络解决了分布式计算机领域的一个难题，它以既有效，又高效的方式安排用于知觉的刚毛。观察了刚毛生长的科学家说，模仿果蝇的方法，有望建立更有效的通讯网络。
        
        我们再来看分布式计算机，它往往采用大量处理器协同工作解决一个问题。其中一些处理器被设置为节点，负责向其他处理器发送和收集数据。将计算机网络组织成有效率的“处理器加节点”组合，是目前计算机科学中最大的挑战之一。
        
        科学家说，果蝇的神经系统拥有数以百万计的细胞，它们能自动组织成一个高效系统，其中少数细胞担任节点。这比人们试过的任何网络方案都更高效。
        
        研究人员使用萤光显微镜，在约3小时的时间内全程观察了果蝇神经网络的形成。用于触感和听觉的果蝇刚毛，成长在自己选择成为节点的神经细胞处。这些细胞将化学信号送到它们附近的细胞，后者就不再成为节点。如此完成了角色分配和网络成型。
        
        美国卡内基梅隆大学宣布，他们开发了一个基于细胞自我选择方法的运算法则，它对节点的数量和位置不确定的自适应网络特别有效。这样的网络可能包括环境监听传感器群、机器人群体等。

        近日中南大学湘雅医院神经内科唐北沙课题组在神经系统遗传病研究中获得重大突破：在国际上首次发现转谷氨酰胺酶6型（TGM6）基因是脊髓小脑性共济失调（SCA）的一个新致病基因，为治疗脊髓小脑性同济失调疾病提供了新的研究思路。研究成果发表在神经病学领域的国际权威杂志《Brain》上。同时该研究论文获邀在12月3日召开的第九届“亚太人类遗传”国际学术研讨会会议上进行大会发言。
        该研究课题由中南大学湘雅医院神经内科唐北沙教授领衔的团队与医学遗传学国家重点实验室及华大基因研究院合作完成，获得国家自然科学基金和国家重点基础研究发展计划（973计划）等多个项目资助。研究人员在对脊髓小脑性共济失调（SCA）进行深入研究的过程中，发现在人小脑神经组织中高表达的TGM6基因突变后，可导致该病的发生，并在国际上首次提出TGM6基因是SCA一个新致病基因。
        脊髓小脑性共济失调是一种具有高度临床和遗传异质性的致残、致死率较高的神经系统遗传病，患病率约为5～7/10万，约占神经系统遗传病的10～15%。患者的小脑、脑干和脊髓由于病变而产生退行性变性萎缩，多在青少年期、成年期发病，病情逐渐加重，主要表现为步态和姿势的平衡障碍，如行走、站立不稳，肢体完成各项动作的平衡障碍和言语不清、饮水呛咳等症状，大多数患者多在起病10-20年便完全丧失了行走能力。
        该研究组首先应用HumanLinkage-12  Panels  芯片对一个呈四代遗传的SCA大家系进行了连锁定位分析，将其定位在20p13–12.2，一个大小约18.45cM  (8.4Mb)的区域，然后应用全基因组外显子捕获重测序技术对家系内四位患者进行测序分析，最终成功克隆了一个新型SCA致病基因（TGM6基因）。
        转谷氨酰胺酶6型属于转谷氨酰胺酶家族，该家族蛋白在人体内广泛表达，主要参与了催化酰基转移反应、蛋白质转录后修饰、GTP水解、干预信息转导、促进细胞凋亡、调节转录等多种生理过程，转谷氨酰胺酶的代谢紊乱与神经退行性疾病如亨廷顿氏病（HD）、阿尔兹海默病（AD）及帕金森病（PD）等多种疾病的发病相关，同时转谷氨酰胺酶在AD、HD、PD等疾病的治疗中占有很重要的位置。
        该研究是应用前沿的分子生物学技术，通过不懈努力取得的疾病遗传学研究的最新成果。TGM6致病基因的发现为神经退行性疾病如SCA、AD、HD、PD等的发病机理以及治疗药物的筛选提供了新的思路和基因靶点。
（生物通：何嫱）

英国一项新研究显示，人脑中一种名为“突触后致密体”的神经组织含有1000多种蛋白质，该组织病变会导致痴呆等130多种神经系统疾病，这项成果将有助于更有针对性地治疗相关疾病。
英国桑格研究所等机构的研究人员12月19日在英国Nature  Neuroscience  杂志上报告了这项成果。他们分析了接受大脑手术的一些病人的脑神经组织，在其“突触后致密体”组织中找到了1461种蛋白质。
研究者指出，“突触后致密体”组织是大脑神经系统的一种关键组织，它位于连接不同神经细胞的突触上，如果出现病变，会导致早老性痴呆症、帕金森综合征、癫痫、儿童自闭症和学习功能障碍等130多种神经系统疾病。
研究人员认为，在获取“突触后致密体”的蛋白质清单后，研究相关疾病时就可以按图索骥，直接检查有“嫌疑”的蛋白质，加快研究进程。据介绍，这份清单中的某些蛋白质还是“惯犯”，在多种疾病发展中都发挥作用，因此如能有针对性地研发出相关药物，还有望一药多用。
领导这项研究的塞斯·格兰特说，通过分析上述蛋白质，研究者发现，“突触后致密体”的结构和功能在过去数百万年中都没有发生大的变化，现在实验鼠大脑中的相关结构仍与人类很相似，这说明在研究相关神经系统疾病时，实验鼠仍是较好的参照对象，可以先通过动物实验来获得初步数据。

神经系统对物理刺激的编码被认为取决于各种不同输入信号之间的关联性，但这个理论很少被经验验证。
Jon  Cafaro  和  Fred  Rieke介绍了同时测量视网膜神经节细胞的激发态和抑制态电导性的新的记录方法，发现激发态和抑制态输入信号是强关联的，从而取消了彼此的输出。
在将这些电导性变化重新引入有关联性或没有关联性的细胞时，研究人员发现，正如理论工作所预测的那样，关联性显著提高尖峰响应的可靠性。