在哺乳动物的大脑中，听觉感知依赖于从丘脑到皮层的信息传递。长期以来，内侧膝状体（medial geniculate body, MGB）被认为是听觉丘脑的主要枢纽，负责将声音信号传递到听觉皮层（auditory cortex, Auc）。然而，除了MGB之外，是否还有其他丘脑输入也参与了这一过程，仍然是一个未解之谜。为了解决这一问题，研究人员探索了丘脑中一个名为腹内侧核（ventromedial nucleus of the thalamus, VM）的区域，特别是其基底部分（basal region of the ventromedial nucleus, BVM），是否也参与了听觉信息的处理。 论文来源 这篇论文由Zhikai Zhao、Xiaojing Tang、Yiheng Chen...

学术背景 认知控制是人类根据目标和情境灵活调整行为的能力，而前额叶皮层（Prefrontal Cortex, PFC）在这一过程中扮演着至关重要的角色。过去的研究认为，PFC通过高维度的任务变量表征来读取规则，进而指导行为。然而，越来越多的证据表明，丘脑（Thalamus）可能在规则选择和信息传递中起到关键作用。特别是，丘脑与PFC之间的紧密连接使得丘脑能够从PFC的输入中选择相关信息，并将其反馈给PFC，从而影响后续的任务处理。 本研究旨在探索丘脑如何从PFC的输入中选择抽象规则，并通过与PFC的交互来维持这些规则的表征。通过研究灵长类动物在执行规则任务时的神经活动，研究者希望揭示丘脑在认知控制中的具体作用，并阐明其与前额叶皮层的动态交互机制。 论文来源 这篇论文由Jessica M. P...

关于动态视觉刺激生成的时空风格转移算法的研究报告 学术背景 视觉信息的编码与处理一直是神经科学和视觉科学领域的重要研究方向。随着深度学习技术的快速发展，研究人工视觉系统与生物视觉系统之间的相似性成为热点。然而，视觉研究中生成适当的动态视觉刺激以测试特定假设的方法相对匮乏。现有的静态图像生成方法虽然已有较大进展，但在处理动态视觉刺激时，仍存在灵活性不足、生成结果偏离自然视觉环境统计特性等问题。为此，研究者们开发了一种名为“时空风格转移”（Spatiotemporal Style Transfer, STST）的算法，旨在生成能够匹配自然视频的低级时空特征，同时去除高级语义信息的动态视觉刺激，为研究物体识别提供了有力的工具。 此外，深度学习模型在视觉任务中的表现与生物视觉系统的比较也需要大量的可...

用于自然行为的多模态神经记录与干扰的开放式平台ONIX 研究背景与意义 近年来，神经科学领域在大规模神经群体记录技术和动物行为研究方面取得了显著进展。然而，这两个需求之间始终存在冲突。为了获得高质量的神经数据，许多研究采用固定头部的实验方法，这限制了动物的自然行为表现。然而，越来越多的研究表明，自然行为中的神经活动与固定实验中的表现显著不同。比如，运动行为会影响某些被认为主要用于感官处理的脑区活动，而学习策略在固定和自由活动状态下也存在明显差异。这些发现表明，要研究复杂的神经功能如社会互动、学习和认知，必须在动物自然行为背景下进行神经记录。 传统记录方法多采用笨重的设备及电缆，不仅对动物的运动造成限制，也难以实现长时间记录或大空间实验。这尤其对小型实验动物（如小鼠）是一个巨大挑战。因此，设计...

探究运动皮层在基底神经节与运动动态控制中的关键作用 研究背景及动机 运动皮层（Motor Cortex, M1）在运动生成与调控中的作用一直是神经科学的重要课题。M1与纹状体（Striatum）的相互作用在选择与执行目的性动作上起到关键作用。然而，具体是如何协同这些功能却尚未明确。运动皮层是否是生成运动指令的唯一源头，或者是否仅在运动调控中发挥作用，仍然存在争议。近年来，部分研究提出基底神经节可能是选择与执行动作的核心区域，而非M1。另有研究显示，M1损伤不会显著影响一些简单运动任务，这些发现进一步加深了对于M1功能的理解分歧。为澄清运动皮层在运动生成中的确切角色，Nicholas与Yttri团队（2024）对小鼠M1进行双侧损伤并记录其纹状体活动与运动表现，旨在揭示运动皮层是否对生成与调节...

新基因治疗方案或可控制局灶性皮质发育不良引起的癫痫发作 局灶性皮质发育不良（Focal Cortical Dysplasia，FCD）是一类由皮质发育异常引起的病症，常常伴随着药物抗性癫痫及认知和行为障碍。根据国际抗癫痫联盟（ILAE）2022年由Najm等人提议的分类标准，FCD可进一步分为孤立型（FCD I和II型）以及与主要病变相关的FCD III型。其中，FCD II型主要由体细胞突变引起，导致皮质分层失调和畸形神经元，而这些异常神经元会被整合到促癫痫脑回路中。最近，英国伦敦大学学院的Queens Square Institute of Neurology的Barbanoj等人通过实验发现了一种能够有效减少FCD II癫痫活动的基因治疗方法，这一发现为FCD相关癫痫的预防带来了新的希...

学术报告: brainlife.io: 支持神经科学研究的去中心化和开源云平台 背景与动机 神经科学研究正在快速发展，数据标准化、管理与处理工具的提升使得研究变得更加严谨和透明。然而，这也带来了复杂的数据流水线，实现”FAIR”原则（Findable, Accessible, Interoperable, Reusable，译为”可查找、可访问、可互操作和可重复使用”）的过程增加了潜在的障碍。传统上，一些有关神经影像学的研究可以在单一实验室内完成，但如今的研究往往需要数百个小时的数据测量，跨越多个参与者、实验室和数据模型。 数据背景 本文中所描述的brainlife.io平台旨在通过支持数据标准化、管理、可视化和处理，来简化和民主化神经影像学研究。这个平台自动追踪数千个数据对象的起源历史，使...

高级别胶质瘤中的神经上皮遗传标志与预后研究 背景与研究动机 高级别胶质瘤（glioma）是一种恶性程度极高的脑肿瘤，患者预后通常较差。先前的临床前模型研究表明，神经和肿瘤细胞之间的相互作用推动了肿瘤的生长，但在临床中验证这种机制仍然有限。为了解高级别胶质瘤的分子机制，研究人员提出了一种基于表观遗传学的神经标志（neural signature）用于预测患者生存期。通过分析中央神经系统（CNS）肿瘤的表观遗传学特征，研究人员希望识别出在临床上具有重要意义的子类。 研究来源 这篇文章由Richard Drexler等人撰写，他们分别来自德国汉堡大学医学中心、斯坦福大学等多个不同的研究机构。文章于2024年6月发表在《Nature Medicine》上。 研究流程与方法 研究流程 研究包含多个步骤...

回忆中的重新激活强度受到认知图中图形距离的调节 研究背景 记忆的形成和提取是神经科学的重要研究领域之一。经典记忆理论认为记忆依赖于三个不同的阶段：编码、巩固和提取。新的情景记忆通过编码形成，并被转换和巩固在海马体和新皮质网络中的特定时空神经元放电模式中。这些放电模式在随后的休息或睡眠期间被重新激活，这一过程被认为与记忆巩固有关。同样，在回忆过程中的神经活动模式也会再现，这种再激活可以预测回忆的成功。然而，在人类中测量和解读这种序列再现或一般网络再激活的难度较高，这在很大程度上限制了对相关记忆存储和回忆过程的研究。 本研究重点探讨了人类记忆再激活过程中的具体机制，特别是在复杂图结构中的记忆再激活。论文探讨了个体在提示回忆阶段中如何再现先前学习的图结构信息，并分析了不同记忆表现的再激活模式与图结...

大脑清除机制在睡眠和麻醉状态下受到抑制 背景介绍 清除大脑中的代谢废物和有毒物质是维持神经系统健康的关键过程。然而,这一过程的具体机制一直存在争议。一种被广泛讨论的观点认为,睡眠状态能促进所谓”淋巴液系统”(glymphatic system)的工作,从而加强大脑中的清除过程。一些研究者甚至提出,长期睡眠不足可能会导致淋巴液系统功能受损,加重如阿尔茨海默病等神经退行性疾病。麻醉药物在一定剂量下也被认为能够增强大脑的清除功能。但这一理论仍然存在一些质疑。 论文来源 本研究由英国帝国理工学院的尼古拉斯·弗兰克斯(Nicholas P. Franks)教授和威廉·威斯登(William Wisden)教授领导,于2024年发表在《自然神经科学》(Nature Neuroscience)杂志上。 研...