超声诱导冬眠？为何饥饿时，食物更美味？工作日和休息日作息不同，会损害健康吗？｜神经周周发 Vol.85

星际旅行新突破：超声诱导蛰眠

关键词：蛰眠 超声 下丘脑视前区 

可曾在寒风骤至的冬季，瞥见一只小松鼠缩成一团，寂然栖于树洞之中，静静期盼着春日的降临？此刻，它正处在冬眠状态，体温与新陈代谢的频率皆有显著降低，这都是为了在食物匮乏，环境严寒的情况下，守护自己的生命之火。

近日，华盛顿大学的陈红教授及其团队，成功地引领小鼠及大鼠步入类似冬眠的蛰眠（torpor）状态，所用手段为刺激大脑中的下丘脑视前区（hypothalamus preoptic area，POA）。研究团队运用可穿戴式超声发射装置，刺激下丘脑视前区的神经元，使得实验小鼠的体温在约一小时之内降低了近3摄氏度，新陈代谢的过程也发生了变化，由原先同时利用碳水化合物和脂肪作为能源转变为只消耗脂肪。这些变化的发生，预示着小鼠已经进入了低能耗的蛰眠样（Torpor）状态。随着超声波的压力与持续时间的增加，体温的下降和新陈代谢的减缓程度也相应地增强，这种现象被称为超声波诱导的低体温和低代谢（UIH）。

上：实验装置示意图

下：超声刺激POA神经元引起低体温和低代谢状态。

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原论文

更为有趣的是，团队还发现，TRPM2参与蛰眠状态的诱导，这是诱发UIH的关键所在。就好像是打开了通往冬眠状态的大门，大大降低了体内的能源消耗，实现了一种自我保护的状态。

超声刺激POA诱导大鼠体温降低。

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与小鼠不同，自然状态下的大鼠不会进入蛰眠状态。因此该实验结果表明，即使是对于自然状态下不会蛰眠的哺乳动物，利用超声来诱导体温降低同样可行。

过往研究的诱导手段通常需要用到手术或基因工程，这项研究提供了非侵入性地诱导冬眠状态的解决方案，这或将对深空探索乃至重大健康问题的解决开辟一条新路。比如，对星际航行的宇航员而言，可能通过进入类似冬眠的状态来节省能量和食物。此外，在面对急性疾病，如中风或心脏病发作时，也可通过降低新陈代谢率来争取更多的救治时间。而更现实的，这项技术可能帮助我们更好地入睡。然而，这项技术能否在人类身上得以成功应用，还需进一步探索研究。

为什么饥饿时，食物更美味？

关键词：饥饿 中央杏仁核 

DOI: 10.1126/sciadv.adf6521

你是否觉得饥饿时的事物更加美味？这种情形并非巧合，而是我们大脑在调控我们的饮食习惯，使我们在饥饿之时更加享受食物的美味。

饥饿具有重要的生物学意义，它向身体发出寻找食物的信号，这是确保生存的关键行为。当我们饿的时候，我们渴望食物——当我们终于吃到东西的时候，我们会感到愉悦和幸福。这一现象与我们大脑中的中央杏仁核（CeA）有关。

图中红色区域为中央杏仁核（CeA）区域。

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原论文

马克斯·普朗克研究所Rüdiger Klein团队最近发表在Science Advances的研究揭示了CeA如何参与饥饿感并促进摄食的神经机制。他们发现，CeA中的5-羟色胺受体2a（CeAHtr2a）在饥饿状态下会被激活，该神经元由3个食欲簇组成，并被证明具有促进摄食的功能。对禁食和胃饥饿素（ghrelin）反应的兴奋性CeA神经元投射到臂旁核（PBN），引起靶PBN神经元的抑制。

在实验中，研究人员首先使用单核RNA测序方法，将发现CeA神经元分为9个细胞簇，其中4个与食欲有关，2个与厌恶行为有关。然后，他们通过给小鼠注射胃饥饿素，发现胃饥饿素可以激活CeAHtr2a神经元。此外，他们还发现，胃饥饿素可以通过增加CeAHtr2a的神经活性，进而增加对食物的需求。

为了进一步验证这一发现，研究人员使用化学遗传学方法，发现激活CeAHtr2a神经元可以增强胃饥饿素诱导的摄食行为，而抑制这些神经元则可以显著降低胃饥饿素的促食欲效应。这些结果表明，CeAHtr2a神经元在胃饥饿素诱导的摄食行为中起着关键的作用。

总的来说，这项研究揭示了CeA在饥饿感和摄食行为中的重要作用，为我们理解饥饿感的神经机制提供了新的视角。这不仅有助于我们更好地理解人类的饥饿感，也可能为治疗肥胖症和进食障碍等摄食相关疾病提供新的治疗靶点。

脑机接口，

辅助脊髓损伤患者恢复行走

关键词：脑机接口 脊髓损伤康复

你是否曾沉浸于科幻电影的世界，目睹主角神奇地通过脑力直接控制机器人或机械臂的画面？这种宛如幻想的科技奇迹，在我们的生活实际上已经悄然落地。这就是所谓的脑机接口技术，它有能力将我们大脑的神经信号转换成机器的指令，从而让人脑直接驾驭机械。近年来，此技术在医学领域已有重要的突破，特别在辅助脊髓损伤患者恢复行走的能力方面展现了巨大潜力。

在一项最新发表在Nature的研究中，科学家们成功地将脑机接口技术应用到脊髓损伤患者的康复治疗之中。首先，他们在患者的大脑皮层和腰骶部脊髓上植入两套全植入式系统（brain–spine interface，BSI），这两套系统可以无线实时地记录大脑皮层的活动并刺激腰骶部脊髓。接着，他们采用WIMAGINE技术监测大脑皮层的电皮质图信号，依据这些信号，他们预测出患者的运动意图，进一步将这些预测转化为刺激脊髓的电信号。

上：BSI的设计、技术和植入。

下：校准BSI。

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原论文

在这一过程中，科学家们发现，通过调整电信号的强度和频率，他们可以精确地控制患者的肌肉活动，进而使患者得以自主站立和行走。更为惊人的是，这种控制方式行云流水，患者在使用脑机接口行走时，几乎无感到任何的不适。这项研究的成功，无疑为脊髓损伤患者的康复治疗提供了新的可能。

BSI 恢复了患者对行走的自然控制。

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a.尝试在无BSI和有BSI的情况下进行随意屈髋。条形图报告了这些测量的均值。

b.在行走过程中开启、关闭再开启BSI的连续动作摄影。

c.使用连续摄影技术记录在户外的站立与行走。

然而，这项技术的潜力远非止于此。科学家们发现，通过调整脑机接口的参数，他们可以使患者在复杂的环境中自由行走，甚至能够爬坡和跨越障碍。这意味着，脑机接口技术在未来有可能帮助脊髓损伤患者恢复更多的日常生活能力。虽然这项技术还有许多需要解决的问题，但我们有理由相信，随着科技的进步，脑机接口技术将在未来带来更多的可能性。

在无刺激的情况下，由BSI支持的神经康复后的神经功能改善。

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a.被试参加STIMO临床试验前（前STIMO）、完成后（后STIMO）和完成STIMO-BSI临床试验后（后BSI），在无任何刺激下的行走能力的连续动作摄像。

c.图片展示了神经康复前后的最大髋关节屈曲和相关屈肌活动。

d.两个临床试验过程中下肢运动评分的变化。

Sorry，我认错人了！

关键词：面部识别 人员识别模型 

在我们日常生活中，有时会遭遇一种微妙的尴尬：你满怀热情地向一个人打招呼，然后才发现，他并非你所认为的那个人。这种现象被称为人员误认（person misidentification），即将一个人错误地认为是另一个人。心理学领域对此现象颇为关注，尤其在面部识别和记忆研究的领域。

一项最新发表在Scientific reports的研究运用了传统问卷和日记式问卷的方式，从121名参与者中收集了他们在过去一年中发生人员误认的频率和具体情况。结果表明，参与者每年平均会发生6次（传统问卷）或19次（日记法）的人员误认，这些误认并不取决于他们是否预期那个人会出现。他们更可能将某个人错认为是他们熟识的人，而非陌生人。而且，他们所看到的人的面部与被误认为的人的面部相似性并不高，反而是体型和衣着的相似性更高。

这项研究的结果对人员识别模型提供了深刻的启示，也为误认现象的研究提供了新的视角。例如，研究发现，人们在日常生活中更容易将他人误认为是熟识的人，这可能是因为我们对熟识的人有更精准的记忆表达，因此更容易识别他们。另外，我们的大脑在识别人时，更多地依赖身形和衣着等外在特征，而不仅仅是面部特征。这可能是因为在日常生活中，我们更容易注意到这些外在特征。再者，研究还发现，在并未特意寻找特定人物的情况下，人们更容易发生人员误识别，这可能是因为我们在日常生活中并不总是专注于我们看到的人，或者我们并不总是明确地寻找特定的人。

然而，这项研究也引发了一些新的问题。例如，为何我们的大脑在识别人时，会更多地依赖身形和衣着等外在特征，而不是面部特征？这是否说明，我们的大脑在识别人时，更依赖全局信息，而非局部信息？这些问题都值得我们进一步探讨。

青年和老年记忆策略，

存在哪些异同？

关键词：记忆补偿策略 时间管理

我们每天都需要应对诸如购物清单、朋友生日、重要会议等种种琐事。为了帮助我们将这些信息牢记于心，我们常常会诉诸各式各样的记忆策略。这些策略既可以来自内部，如利用各种记忆术，也可以来自外部，如手头的便签或是手机的提醒。然而，随着时光的流逝，我们的记忆力可能会逐渐走下坡路，此时我们或许需要更多的记忆策略来支援我们。那么，在使用这些记忆策略上，青壮年与老年人又有何异同呢？

一项最新发表在Scientific reports的研究为我们提供了一些启示。研究人员发现，无论是青年人还是老年人，他们在日常生活中都广泛运用了外部记忆策略。这些策略包括了运用电子工具（如手机提醒）、物理工具（如纸质清单）、社交工具（如依赖他人的提醒）以及环境工具（如将物品放在显眼的位置以提醒自己）。研究表明，外部策略比内部策略的使用更为普遍，这揭示了一个事实：在面对记忆挑战时，我们更愿意利用周围的环境，而不仅仅是我们自身的大脑。

研究进一步发现，青年人更愿意使用电子工具和社交工具，而老年人则更倾向于运用物理工具和环境工具。此外，研究还发现，在需要预先记住未来要做的事情（即预期记忆任务）的情况下，人们更倾向于运用外部记忆策略。这可能是因为此类任务常常涉及时间的管理，而外部工具（如手机提醒）能够帮助我们更好地管理时间。

这项研究的结果给予我们一些提示：记忆补偿策略并非仅仅是老年人或认知受损人群的专利，年轻人同样在使用这些策略。此外，我们需要更新我们对老年人使用电子工具的认识，他们同样在利用这些工具来帮助记忆。最后，我们需要更深刻地理解，不同的记忆任务可能需要不同的补偿策略，这可能有助于我们设计出更有效的记忆帮助工具。

工作日和休息日的不同作息

会对健康不利？

关键词：社交时差 心血管疾病

我们的生活由三个时钟控制：组织我们与他人社会生活的社会时钟（社会时间），控制我们生理机能的生物钟（昼夜节律时间）和划定自然昼夜的太阳钟。这三个钟表间的不协调程度越大，我们患某些疾病的可能性就越高。"社交时差"这个概念便是用来量化社会时间和昼夜节律时间之间的不协调度。

想象一下，你在工作日和休息日的睡眠时间大相径庭，这便是所谓的“社交时差”。此种假设人们在工作日更多地按照社会时钟（社会时间）活动，在休息日则更多地遵循他们的生物钟（昼夜节律时间）行事。这种不协调可能会诱发一些健康问题，如心血管疾病和代谢功能障碍等。

该研究选取约1000名60岁以上的2型糖尿病患者作为研究对象，研究他们的社交时差和代谢及血糖控制之间的关系，研究的协变量是参与者目前是否仍在上班或退休。结果显示，在仍在工作的被试中，社交时差的增加与代谢功能障碍的增加有关，然而在退休人群中，这种关系则似乎恰恰相反。

这可能是因为，随着年龄的增长，人们的社交时差会逐渐缩小，这可能是因为退休后，人们能更自由地调整自己的睡眠时间。然而，对于那些在工作日和休息日睡眠时间有明显差异的人，他们可能在工作日积累了大量的睡眠负债，这可能会对他们的健康造成影响。

因此，减少强制性的社交时差应是防止疾病的重要策略。可能的解决方案包括更灵活的工作时间安排，让青少年的学校开学时间推迟，或者取消夏令时等等。

- Flickr -

重审性侵事件中的“冻结”反应

关键词：恐惧 行动控制

你是否有过恐惧的经历，你感到身体僵硬，好像无法动弹？这种情形在我们日常生活中并不稀罕，譬如在观看惊悚电影或者遭遇突如其来的事件时，我们可能会短暂地陷入“冻结”状态。这种反应在性侵事件中普遍存在更是司空见惯，被称为“冻结”反应。

在最近的一项研究中，研究者发现恐惧和威胁能够阻断大脑的行动控制神经回路，导致受害者在性侵过程中出现“冻结”现象。这种现象在性侵事件中频频出现，据统计，有70%的性侵受害者在事件发生时报告了“冻结”现象，无法移动或大声呼救。

然而，这种“冻结”反应在法庭上常常被误读。一些辩护律师会质疑受害者为何在被侵犯时没有挣扎或逃跑，从而将性侵的责任转嫁到受害者身上。然而研究者们指出，受害者的"冻结"反应可能完全是不自主的，因此，将责任归咎于受害者是不公正的。

这项研究的发现对于性侵案件的审理具有重要的启示意义。首先，它揭示了受害者“冻结”反应的神经科学机制，为受害者的反应提供了科学的解释。其次，这项研究也为法庭提供了新的视角，帮助法官和陪审团更准确地理解和评估受害者的反应，更为公正地做出判决。

作者：光影、ChatGPT | 审校：盐 | 选题&编辑：光影

封面：Jan Siemen | 排版：盐