脑神经科学家深度解读机体大脑的奥秘

　　自古以来，对机体大脑的研究一直让很多科学家痴迷，如今科学家们不光进行了大量研究试图去解析多种和大脑相关的神经变性疾病的发病机理，比如阿尔兹海默氏症、帕金森疾病、精神分裂症等等，而且还从更深层次对大脑结构和功能区域进行了探秘研究。本文中小编就对此进行了盘点，分享给各位！

　　【1】Nature新发现：不对病人进行开颅，可探究大脑深层领域

　　据Nature报道，一项新研发的技术可以使研究工作者以及医护人员能够不通过对病人进行开颅而探究大脑深层领域，例如涉及到研究人类记忆力和情感在大脑的表现的课题。

　　将电极应用与人类头皮的大脑刺激技术似乎很安全，支持者认为这种理论可以促进一些脑部功能，包括增强智力和减压。这种说法相比其他的非主流理论更靠谱，受到了近期研究的支持。但是这种技术依然受限由于他们不能触及到脑部深层。相反，在深层脑部刺激（deepbrainstimulation，DBS）使用移植技术比直接在脑部内部更易成功。但是设备风险更高，因为这涉及到外科手术并且一旦发生事故移植很难修复。

　　每年一度的神经科学学会于上周在加州圣地亚哥举办，麻省理工学院神经学工程师NirGrossman在剑桥和他的同事展示他们的实验理论：为适应脑部深层的经颅刺激法（transcranialstimulationTCS）。他们的方法涉及到从放置在头皮的电极穿过大脑表层传输电信号并且以一种不需要手术的方法来操作电流。他们团队使用这种刺激装备产生两种电流去刺激小鼠双耳后方的脑部，并且用不同的高频电流轻微的刺激小鼠，然后他们测量这两组独立电流以便可以得到在海马体上的交叉刺激。

　　【2】科学家找到大脑负责意识的关键区域

　　意识(consciousness)自古以来都是人类不断思考的哲学问题，但科学方面对意识生理机制的解释却几乎为零。

　　哈佛医学院和贝斯以色列女执事医疗中心在几十年研究的基础上，指出了大脑中负责意识的关键区域。

　　神经学认为意识(consciousness)由两部分组成：知觉(awareness)和唤起(arousal)。之前的研究认为脑干负责唤起。负责知觉的脑部区域比较难找，但大概藏在负责较高级功能的大脑皮层的某个区域。

　　成亿神经元之间有着剪不断理还乱的的关系，将其理清似乎是项极其浩大的工程。因此科学家在这方面都是反着来的，他们试图通过研究脑干受损的病人弄清意识究竟是什么。参与研究的36名病人中，有12名处于昏迷状态，另外24名则是有意识的。

　　【3】大脑中发现"智力网络"：理论上可调控基因提升智力

　　英国伦敦帝国理工学院的科学家首次确定大脑中与人类智力相关的基因集群——M1和M3，其很可能影响人的认知功能，包括记忆力、注意力、反应和推理能力。相关研究成果发表在最新一期《自然·神经科学》杂志上。

　　这两个基因群分别包含数以百计的基因，它们很可能受主调控开关的控制。目前该研究尚处于早期阶段，但研究人员将深入研究这一基因网络，以期最终能够通过调控这些基因来提高人的认知功能。

　　据物理学家组织网报道，研究人员研究了大量接受过手术治疗的癫痫患者的脑组织标本。他们对人脑中数千个基因表达进行了仔细分析，然后将分析结果分别与智力正常人群的遗传信息和患有神经系统疾病的人群的遗传信息结合进行研究。通过各种计算分析后，他们发现，正常人群大脑中一些与智力相关的基因突变，同样也可导致认知能力受损和癫痫。

　　【4】每个人大脑都有专属“指纹”：可精确识别身份

　　据国外媒体报道，一项最新研究称，每个人的大脑都有自己独有的“指纹”。该研究利用扩散核磁共振造影技术，绘制了人脑的结构连接图谱。科学家早就怀疑，每个人脑都具有自己独一无二的特征。而如今研究人员终于证明，我们能够利用这些特征，以接近百分之百的精确度识别出某个人的身份。

　　该研究由卡耐基梅隆大学的科学家领导。他们共采用了五个数据库的数据，分析了699颗人脑的连接图谱。结果发现，每个人的大脑都拥有独一无二的“指纹”。

　　该团队共开展了17000多次实验，能够以接近百分之百的准确率，判断出两处连接图谱是否属于同一个人。

　　此外，该研究成果还能帮助我们更好地了解疾病、环境和其它因素会对大脑产生怎样的影响。

　　【5】SciRep：大脑通过颜色就能决定我们吃什么

　　近日，刊登在国际杂志ScientificReports上的一篇研究报告中，来自国外的研究人员通过研究发现，视觉或许是人类用来指导食物选择的主要感觉，为了评估机体对热量的摄入，人类往往依赖于一种特殊的“颜色代码”。

　　神经学家RaffaellaRumiati表示，根据一些理论，我们的视觉系统会通过进化很容易从热带丛林中鉴别出特殊的营养浆果、水果和蔬菜；人类的视觉系统是三原色的，在视网膜中，有三种类型的光感受器能够被调节使其优先匹配三种不同的视觉光谱，这就说明人类能够看到多个颜色，同时我们还能够从绿色中有效区分出红色，这种复杂的机制证实了一个事实，即我们是可视化的动物，而诸如狗等其它动物主要依赖于嗅觉。

　　这种特性就可以指导我们对饮食的原则，本文中研究人员对其中所涉及的机制进行了详细地解析，截至目前为止仅有很少一部分研究对此话题进行了关注。那么人类如何来寻找食物呢？是依赖于营养、高热量的物质还是高蛋白物质呢？在天然食物中，颜色是指示卡路里的良好预测器，如果未加工的食品越红润，其就看起来越有营养，然而绿色食物更趋向于含有较低的热量，机体的视觉系统就能够很好地适应这些规律性。

　　【6】科学家发现大脑“痒区”

　　像人类一样，老鼠也怕痒。如今，通过向这些实验室中的啮齿动物大脑中植入电极，研究人员已经找到了大脑中驱动这一特征的区域，这一发现或许将有助于阐释人类怕痒的起源。

　　这项研究同时揭示了与人类不同的是，小鼠对挠痒痒的敏感性更多地受到其情绪的影响。研究人员表示，通过这项研究他们已经发现，小鼠怕痒的地方与人类类似——在它们的肚皮和后爪上，而非它们的后背或前爪。研究人员在11月11日出版的美国《科学》杂志上公布了这一研究成果。

　　在上世纪90年代晚期，当时在美国鲍灵格林俄亥俄州立大学任职的神经科学家JaakPanksepp发现，小鼠在被挠痒痒和玩耍时会发出超声波的“啾啾”声。科学家认为这可能与人类的笑声类似。

　　【7】科学家确认大脑中安慰剂效应的有效区域

　　一粒糖丸可以带走你的痛苦——确定止痛安慰剂效应的最有效位置有助于为被慢性疼痛困扰的人设计更加个性化的药物。

　　根据美国西北大学范伯格医学院（NorthwesternMedicine）和芝加哥康复研究所(RIC)的一项新研究，科学家首次确认了大脑中负责疼痛缓解的“安慰剂效应”的区域，“假治疗”确实可以大幅度地减轻患者的疼痛感受。

　　为这项研究开发的功能磁共振成像（fMRI）技术具有引领个性化疼痛治疗时代的潜力，其使得有针对性的止痛药成为可能，这种止痛药基于个人大脑对药物的响应方式。

　　在试验开始前，研究人员排除了安慰剂效应高的个体，所以这项发现还可以为止痛药物引向更加精确的临床试验。科学家们发现了前额脑回中一个独特的大脑区域，该区域在一次试验中被识别为安慰药物“响应者”，并且在第二次试验的对照组中被确认（95%准确率）。

　　【8】汪小京教授等阐释大脑如何过滤无关信息

　　设想你身处嘈杂的咖啡厅，展卷欲览，为了专注于你手中的读物，你需要忽视人群的叽叽喳喳、茶杯的叮叮当当——你需要让你的大脑过滤掉来自听觉的无关刺激，为你视觉所关注的卷上文字“打开闸门”。

　　这看似寻常的场景，却引发了神经科学家们对于大脑处理相关与无关信息机制的兴趣。在最新一期的《自然—通讯》杂志上，纽约大学、上海纽约大学的研究人员提出了一种基于计算模型的全新理论，该理论阐释了大脑如何在不同环境下从众多不相关的信息中过滤出相关信息。

　　“了解我们的大脑如何从所有呈现在我们面前的信息中选择处理最重要的信息，对我们的日常生活尤为重要。”汪小京教授表示，“在大脑极为复杂的神经环路中，一定存有一个特别的闸门机制对相关信息进行着识别，并将其在准确的时间送到准确的地点。”

　　【9】NatCommun：我们的大脑如何对机体选择做出反应？

　　我们通常会认为，选择会导致行动的发生，但在大脑中是如何发生的？从直观上来讲，首先我们会在很多选项中选择，比如，当临近黄色交通灯时，我们就需要决定要停车还是加速冲过去；下一步大脑中合适的运动反应就会被选择并且被执行，在这种情况下，我们就会将脚向左或者右移动；从传统上来讲，有推测认为分离的大脑区域负责着不同阶段的进行，尤其是运动皮质能够在不影响选择本身的情况下来进行最终的反应选择。

　　近日，刊登在国际杂志NatureCommunications上的一项研究报告中，来自蒂宾根大学的研究人员通过研究阐明了在决策制定过程中决定和反应阶段的详细信息。研究者在记录参与者大脑活性的同时还利用磁脑电描记法来监测大脑运动区域的活性，研究者Pape和Siegel设定了20个个体能够决定的简单任务来确定是否屏幕上某个领域的小点在缓慢移动，受试者能够通过利用左手或者右手按压按钮来回复“是”或者“不是”，而从选择（是/不是）到机体反应（左手或右手按按钮）的图谱在每个试验中都会随机改变，同时研究者会给受试者进行提示告知当前的状况，这就可以确保受试者的大脑并不会计划产生运动反应，比如在选择形成过程中按下正确按钮。

　　【10】Science：大脑中记忆构建块被发现

　　法国艾克斯马赛大学的一组研究人员观察到小鼠大脑中存在记忆构建块。他们的论文发表在《科学》杂志上，研究人员描述了他们如何引起某些神经元变得兴奋。

　　想要弄清楚哪种大脑细胞参与形成记忆是一项艰巨的任务，尽管研究人员通过研究表明，海马体是大脑的主要部分，主要用于处理信息，但直到现在人们还没有真正看到神经元水平的记忆形成机制。在这项新的工作中，研究人员认为通过激活小鼠海马体的神经元可以观察到神经元序列的展开。