| 通过优化嗅觉记忆网络中的神经流形进行表征学习 |
Hu, B. |
2026-05-06 |
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认知脑功能依赖于经验驱动的相关信息内部表征。这些表征通过吸引子动力学或其他将群体活动约束在"神经流形"上的机制进行组织。由于表征流形可能具有复杂几何结构（尤其在缺乏吸引子状态时），对其进行定量分析较为困难。本研究训练幼年和成年斑马鱼执行气味辨别任务，并测量神经元群体活动，以分析端脑pDp区（梨状皮层同源区域）中行为相关气味的表征。未检测到明显的吸引子动力学特征。然而，气味辨别训练选择性地增强了代表任务相关气味的神经流形与其他表征的分离，这与具有精确突触平衡的自联想网络模型预测一致。采用流形容量框架的分析方法揭示了表征流形的多种几何结构修饰，这些修饰支持任务相关感觉信息的分类。相较于其他群体活动描述指标，流形容量能更准确地预测个体间的气味辨别能力，表明流形几何结构与行为之间存在紧密关联。因此，pDp区及可能相关的循环网络通过表征流形的几何结构存储信息，形成支持分布式学习过程的联合感觉-语义图谱。 |
| 乳房、乳晕和乳头的触觉定位 |
Long, K. |
2026-05-06 |
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触觉在我们感知身体和塑造与世界互动中扮演关键角色，从我们操控的物体到我们触碰的人。尽管手部的触觉敏感性已被广泛研究，但身体其他部位的触觉特性却鲜为人知。乳房在哺乳、情感及性接触中具有重要作用，但其感官特性仍相对未知。为填补这一空白，我们研究了女性定位乳房触点的能力，并将其与手部和背部（这两个身体区域覆盖了触觉辨别能力的范围）进行比较。首先，我们发现乳房的触觉精确度甚至低于背部——此前被认为是精确度最差的部位。其次，经历过更大程度扩张的乳房精确度更低，这与神经支配能力不随体型变化的假设一致。第三，乳头不同区域的触觉刺激基本无法区分，表明其神经支配密度稀疏。第四，定位误差系统性地偏向乳头方向。 |
| MKado：自然选择McDonald-Kreitman检验工具包 |
Rivera-Colon, A. G. |
2026-05-06 |
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MKado是一个Python工具包，用于从比对编码序列执行自然选择的McDonald-Kreitman（MK）检验。它实现了标准MK检验及其多种扩展和相关统计方法，包括在考虑轻微有害突变的同时估计适应性替换比例（）的多种方法，并提供了统一的命令行界面和Python API。MKado支持对数千个基因进行近线性扩展的并行批量处理，并提供火山图、渐近曲线等可直接用于发表的图表。 |
| 梯度多喷嘴3D打印 |
Rosalia, L. |
2026-05-06 |
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直写打印技术兼容广泛的材料体系。这种材料多样性虽能支持多种应用，却给墨水配方带来显著瓶颈——项目过程中往往需要混合、打印和测试数十至数百种墨水配方。为加速墨水空间探索，我们引入梯度嵌入式多喷嘴打印头，将多喷嘴高通量并行打印与组合式墨水混合相结合。该打印头可同时混合双输入、三输入及四输入墨水，这些墨水被分配至打印喷嘴，从而构建具有墨水梯度成分的复杂三维结构。通过双通道GEM打印头，我们打印含不同浓度成纤维细胞的支架并观察非线性压实行为，验证了细胞相容性。随后测试三通道GEM多喷嘴，打印十种双功能化/多功能化聚乙二醇二丙烯酸酯水凝胶三叶瓣膜，优化其刚度、溶胀比和韧性。我们的GEM多喷嘴兼容开源打印机及压力/体积驱动挤出系统，有望加速迭代式墨水设计与测试。 |
| 间作对欧洲大豆和玉米自给自足具有高潜力贡献。 |
Chen, M. |
2026-05-06 |
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欧盟目前在大豆和玉米方面无法自给自足。本研究探讨了玉米-大豆间作在提升欧盟大豆自给率的同时，最小化对玉米及其他作物生产影响的潜力。假设每四年轮作一次，在630万、1310万和2010万公顷土地上实施间作，可分别产出910万吨（2880万吨）、1820万吨（6370万吨）和2720万吨（9900万吨）大豆（玉米），从而实现25%（34%）、50%（75%）和75%（116%）的自给率。若通过单作达到同等产量，需额外增加1110万、2470万和3650万公顷耕地，而间作可节省20-21%的土地。要满足欧洲100%的大豆需求，需每年在超过25%的欧洲耕地（2500万公顷）上推广间作。在氮肥投入和作物共生期差异较大的条件下，只要每公顷间作的大豆产量超过0.5公顷单作大豆的产量，上述估算结果依然成立。土地节约估算表明，需考虑作物产量的地理差异以评估间作的土地利用效率。研究结果强调，间作是同步提升欧洲大豆产量、满足玉米需求并节约耕地的有效策略。 |
| 情境不确定性下，后扣带回皮层中乙酰胆碱的协调释放与神经元表征的适应 |
Goodwin, D. |
2026-05-06 |
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准确学习需要大脑区分预期不确定性和非预期不确定性，以便新信息能适当更新记忆。研究提出神经调节物质乙酰胆碱能重构学习相关的神经网络，是传递不确定性信号的关键因子。本研究通过在小鼠面临预期与非预期的奖励位置不确定性挑战时，测量其后扣带回皮层的乙酰胆碱释放与神经元表征来验证该假说。乙酰胆碱释放随预期不确定性的变化而增加，但仅对伴随情境转换（改变预期不确定性）的非预期不确定性产生响应。与此同时，随着预期不确定性增加，神经元表征最初从位置参考框架转向聚焦于显著地标（如奖励位置）。当经历非预期不确定性时，预期不确定性的转变还会加速表征重映射与行为适应。因此，我们证实乙酰胆碱释放能区分不确定性类型，并与不确定环境中的学习速度呈正相关。 |
| 不同类别抗抑郁药对大脑的汇聚效应：基于海马体和皮层公共转录组数据的系统性荟萃分析 |
Geoghegan, E. M. |
2026-05-06 |
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抑郁症可通过靶向单胺能功能的传统药物、非传统药物类别及神经调控干预手段进行治疗。为识别临床有效抗抑郁治疗类别间共有的作用机制，我们对成年实验啮齿动物（大鼠、小鼠）的公开转录组学数据进行了两项系统性荟萃分析。结局变量为基因表达水平，通过微阵列或RNA测序技术从两个抑郁相关脑区（海马体、皮层）的批量解剖组织中测量。相关数据集通过预设检索词及纳入/排除标准，在经人工筛选与再处理的转录组学数据库Gemma中识别（海马体：2024年6月24日；皮层：2024年7月10日）。提取所有基因的差异表达结果以最小化偏倚。针对每个基因，采用随机效应荟萃分析模型拟合各研究中抗抑郁治疗组与对照组效应量（Log2倍数变化）的脑区特异性数据，并通过后续分析探索效应异质性的来源。在海马体中，共识别15项相关研究，包含22组抗抑郁治疗与对照组比较（总样本量n=313），其中约半数涉及传统与非传统抗抑郁药物。在分析的16,439个基因中，58个基因在治疗后呈现一致性差异表达（错误发现率<0.05）。抗抑郁效应富集于齿状回及与压力调节、脑生长与可塑性、血管与胶质细胞、免疫功能相关的基因集。与单细胞核RNA测序的比较证实了其对特定海马细胞类型的影响，包括齿状颗粒神经元的潜在年轻化。在皮层中，共识别13项研究，包含16组抗抑郁治疗与对照组比较（总样本量n=233）。在分析的15,583个基因中，仅一个基因（Atp6v1b2）呈现一致性差异表达（错误发现率<0.05），但整体表达模式与海马体中度相似。这些在治疗类别间呈现一致性差异表达的基因与通路可能成为新疗法的潜在靶点。未来研究应探索其与人类临床人群的相关性，以及性别与亚区可能引入的异质性。 |
| 背内侧纹状体神经状态转换的累积预测斑块觅食决策 |
Sutlief, E. |
2026-05-06 |
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具有时间分布回报的活动不仅需要决定做什么，还需要决定何时停止。尽管最优觅食理论预测离开斑块应取决于在斑块中投入的总时间，但跨物种的行为往往反映出对近期奖励的敏感性。背内侧纹状体（DMS）同时介导目标导向决策和间隔计时，这两种功能在斑块觅食过程中交汇——动物必须决定何时离开斑块以最大化奖励率。我们在自由活动小鼠执行斑块觅食任务时记录了DMS神经元的细胞外活动。小鼠采用奖励重置策略，主要依据上次奖励后的时间做出离开决策，并系统性地根据斑块停留时间和环境奖励率背景进行调整。DMS中的单个神经元在每次奖励后的特征延迟时间点发生离散的放电率转换。这些转换时间在群体层面覆盖了奖励后间隔，产生一个随每次奖励重置的累积至阈值信号，其速率对时间成本敏感——随着环境奖励率升高以及奖励在斑块中出现时间更晚而增加。这种累积在斑块离开时刻达到一致阈值，编码了动物预期的停止时间。综合来看，这些结果揭示了DMS中一种时间成本可变、奖励重置、累积至阈值的计算机制，该机制整合环境奖励率、从追逐开始经过的时间以及从奖励发生经过的时间，以决定何时放弃一个逐渐枯竭的追逐。 |
| 解剖约束与精选小脑纤维束成像（ACCURAT）：一个开放框架及通路特异性神经解剖学参考 |
Legarreta, J. H. |
2026-05-06 |
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小脑通路形成广泛的结构回路，将小脑与脑干、丘脑及大脑相连，支撑运动、认知和情感功能。弥散磁共振纤维束成像提供了在活体内无创绘制这些通路的唯一方法，但由于纤维交叉、脚部瓶颈、交叉投射、多突触回路以及定义通路起点和终点的众多小核团，小脑连接的重建仍具挑战性。本文提出解剖约束与筛选纤维束成像（ACCURAT），这是一个基于弥散磁共振数据、利用解剖先验和规则化流线查询重建小脑通路的开放框架。ACCURAT结合解剖分割、密集种子点纤维束成像以及沿流线轨迹的顶点级解剖约束评估，能够分离特定核团内的通路片段，同时阻止其跨越突触边界传播。为定义这些约束，我们基于实验性纤维追踪文献，提供逐条通路的简明小脑连接解剖学综合，并针对纤维束成像应用进行组织。我们识别通路特异性起点、轨迹、终点、交叉模式及纤维束成像挑战，并利用这些信息制定适用于纤维束成像的小脑通路定义。利用健康受试者的超高分辨率亚毫米弥散磁共振（0.76毫米gSlider采集），我们重建了多种小脑外部和内部通路，包括小脑下脚、中脚和上脚的具体成分；具有挑战性的交叉通路（如橄榄小脑和齿状核-橄榄投射）；以及小脑内部通路（包括浦肯野皮质核投射和皮质内平行纤维）。ACCURAT可泛化至不同纤维束成像算法，使用概率并行传输纤维束成像和确定性无迹卡尔曼滤波纤维束成像均能产生可比较的重建结果。综上，ACCURAT框架及配套神经解剖学参考为活体内小脑通路重建提供了基于解剖学、面向纤维束成像的资源，并支持未来小脑纤维束成像方法的开发与评估。 |
| 多变量脑-行为关联的可重复性取决于临床特征 |
Wang, M. |
2026-05-06 |
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近期研究表明，多变量脑行为分析需要数千名个体才能获得可重复验证的结果。但部分学者认为，若针对特定亚群进行研究，较小样本量可能同样有效。我们利用英国生物银行（N=40,514）数据，探究了样本量与队列构成对典型相关分析结果可重复性的影响。将典型相关分析应用于弥散加权磁共振成像表型与认知评估测试得分，根据临床特征划分四个参与者队列后发现：所有队列均需约500人样本量才能获得可重复的典型相关性与变量载荷。其中最具针对性的队列（含精神活性物质使用史个体）所需样本量远少于其他队列，却能实现相似甚至更强的相关性。本研究支持"针对特定队列的中等样本量足以获得可重复脑行为关联"这一观点。 |