阿片类药物使用障碍患者脑部结构与功能改变的多模态神经影像研究 学术背景 阿片类药物使用障碍（Opioid Use Disorder, OUD）是一种复杂的慢性疾病，对个体的生活产生多方面的负面影响，并与死亡风险增加密切相关。2021年，美国因阿片类药物过量导致的死亡人数超过8万。尽管阿片类药物使用障碍的治疗药物（如美沙酮）能够降低死亡率并改善生活质量，但关于这些药物和阿片类药物在大规模神经网络水平上的作用机制，仍存在许多未解之谜。 近年来，结构性和功能性神经影像研究开始揭示与OUD相关的神经机制。结构性MRI研究显示，OUD患者的大脑奖赏、认知和情感处理区域（如纹状体、前额叶皮层、岛叶和杏仁核）存在改变。功能性MRI（fMRI）研究则表明，OUD涉及默认模式网络、显著性网络和额顶网络的系统性...

磁共振波谱技术评估长新冠患者肌肉线粒体功能障碍的研究报告 学术背景 COVID-19 大流行对全球健康产生了深远影响，除了急性感染外，许多患者在康复后仍经历长期症状，即所谓的“长新冠”（Long COVID）或“后 COVID-19 状态”（Post–COVID-19 Condition, PCC）。这些症状包括疲劳、呼吸困难和脑雾等，严重影响了患者的生活质量。尽管已有研究表明线粒体功能障碍可能与病毒感染后的疲劳有关，但关于长新冠患者线粒体功能的体内研究仍然有限。 线粒体是细胞能量生产的主要场所，其功能障碍可能导致能量供应不足，进而引发疲劳等症状。此外，线粒体在抗病毒免疫反应中也扮演着重要角色。早期研究发现，SARS-CoV-2 病毒可以破坏线粒体的抗病毒防御机制，并干扰氧化磷酸化等关键线粒...

微型鸭嘴阀在脑积水治疗中的制造与体内测试 学术背景 脑积水（Hydrocephalus）是一种由于脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）产生与吸收失衡导致颅内脑脊液积聚的复杂病理状态。脑脊液的积聚会导致颅内压（Intracranial Pressure, ICP）升高，进而对大脑造成损害。目前，脑积水的标准治疗方法是植入分流管（Shunt），将多余的脑脊液引流至腹腔。然而，分流管在长期使用中存在较高的故障率，导致患者需要多次手术修复或更换分流管。分流管故障的主要原因包括阻塞、感染、过度引流或引流不足等。因此，开发一种更可靠、性能更优的替代方案成为当前研究的重点。 本研究提出了一种微型鸭嘴阀（Duckbill Valve），旨在模拟蛛网膜颗粒（Arachnoid Granu...

学术背景 电压成像（voltage imaging）是一种用于研究神经元活动的强大技术，但其有效性通常受到低信噪比（SNR）的限制。传统的去噪方法，如矩阵分解，对噪声和信号结构施加了严格的假设，而现有的深度学习方法未能完全捕捉电压成像数据中固有的快速动态和复杂依赖关系。为了解决这些问题，本文提出了一种名为CellMincer的新型自监督深度学习方法，专门用于去噪电压成像数据集。CellMincer通过掩码和预测短时间窗口内的稀疏像素集，并结合预计算的时空自相关来有效建模长程依赖关系，从而显著提高了去噪效果。 电压成像利用荧光报告分子（如小分子染料或基因编码的蛋白质）来测量电活性细胞的膜电位。与传统的膜片钳电生理学（patch-clamp electrophysiology, EP）相比，电压...

学术背景 杜氏肌营养不良症（Duchenne Muscular Dystrophy, DMD）是一种遗传性肌肉疾病，是日本最常见的肌营养不良类型。DMD 由 X 染色体上的 dystrophin 基因突变引起，导致肌肉纤维中缺乏或缺陷的 dystrophin 蛋白，进而引发肌肉纤维膜通透性增加、钙离子内流、活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）产生以及细胞坏死等一系列复杂事件。慢性肌肉退化导致炎症细胞持续积累，进一步加剧疾病进展。目前，DMD 的诊断主要依赖于体格检查、家族史和实验室检测，分子诊断技术如微阵列和肌肉活检也被广泛应用。然而，DMD 的病理生理机制复杂，涉及炎症、线粒体功能障碍和氧化还原状态失调等多个方面，因此，如何非侵入性地评估 DMD 患者的局部炎...

空间转录组时钟揭示脑衰老中的细胞邻近效应 学术背景 随着年龄的增长，认知功能下降和神经退行性疾病的风险显著增加。脑衰老是一个复杂的过程，伴随着许多细胞层面的变化。然而，衰老细胞如何影响邻近细胞以及这种影响如何导致组织功能衰退，目前尚不清楚。此外，现有的工具尚未能系统地解决衰老组织中的这一问题。为此，研究人员开发了一种空间分辨的单细胞转录组图谱，结合机器学习模型，揭示了衰老、再生和疾病中的空间和细胞类型特异性转录组特征。 论文来源 这篇论文由Eric D. Sun、Olivia Y. Zhou、Max Hauptschein、Nimrod Rappoport、Lucy Xu、Paloma Navarro Negredo、Ling Liu、Thomas A. Rando、James Zou和An...