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在睡眠期间，一些休憩的大脑神经元不仅会重播，甚至还会演练。这项发现是美国莱斯大学和密西根大学团队在一项关于睡眠和学习的研究中提出的见解。根据近期《自然》杂志、美国莱斯大学官网消息称，科学家们正在以前所未有的视角，研究大脑的单一神经元。

有过准备经验的人几乎都知道「睡前复习、事半功倍」。这是因为睡眠有助于将新体验变成稳定记忆。多年前的研究就曾发现，如果动物在休息前探索新环境，那么它们大脑中的神经元会以重现动物探索过程中轨迹的方式放电，海马体中许多特殊神经元的空间表征，在睡眠期间也是稳定的。

但休憩中的大脑能力仅限于此吗？科学家这次追踪了“尖波涟漪”，这是一种在巩固新记忆中发挥作用的神经元激活模式，它可以标记新体验的哪些部分会被储存为记忆。

幸运的是，科学家首次观察到这些单一神经元

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如何在休憩期间保持稳定的空间表征。他们透过测量小睡后（不是一段时间清醒或睡眠不足后）的记忆测试表现，展示了所谓的「演练」。

科学家先是训练小鼠在跑道上来回奔跑，跑道两端都有「奖励」。他们观察了动物海马体中单一神经元在此过程中如何「放电」。透过计算来回多圈的平均放电率，能够估计神经元的位置场，或特定神经元最「关心」的环境区域。

科学家们用到了一种统计机器学习方法，可以利用神经元绘制动物梦到的位置的估计值。接下来，再使用这些梦到的位置，估计资料集中每个神经元的空间调谐过程。听起来很复杂，但这个方法可以证实，对大多数神经元来说，在体验新环境期间形成的空间表征，在体验后的几个小时内都是稳定的。

令人惊讶的是，这些神经元在睡眠期间所做的事情可不仅仅是稳定体验记忆——当科学家第二次将动物放回环境中时，神经元的变化确实反映了动物在睡眠时学到的东西，甚至就好像第二次接触空间，实际上发生在动物睡觉

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时，真实的「第二次」则变成了「重演」。

以往，几乎所有的可塑性研究（允许神经元重新连结和形成新表征的机制），都是关注动物清醒期间、刺激出现时发生的情况。现在，人们观察到的是睡眠期间没有相关刺激时的神奇变化。这项观察，构成了对睡眠期间发生的神经可塑性的直接证据。 

8月11日，记者从深圳华大生命科学研究院获悉，该院与中国科学院大学生命​​科学学院、武汉华大生命科学研究院和天津市妇女儿童保健中心等机构组成的联合研究团队，透过对孕妇血浆中游离DNA（cfDNA）高通量路径定义，发现了妊娠特定分子变化，预测路径研究可为妊娠糖尿病早期诊断和治疗提供新的科学基础。相关研究成果近日发表于《细胞报告医学》。

研究团队挑选299名妊娠糖尿病患者与299名健康孕妇，并建立队列内病例对照研究。透过分析受检者在早、中、晚三个孕期的血浆cfDNA的动态变化，揭示与妊娠期糖尿病紧密相关的特定cfDNA片段特征，发现表征代谢路径异常的「讯号」。

透过整合脂质组学和单细

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胞转录组数据，研究团队发现妊娠期糖尿病患者的体内脂质代谢形成功能变异，并揭示与妊娠糖尿病相关的典型生物学途径，为理解疾病临床表现和分子机制提供了新视角。此外，研究发现，PRSS1基因的cfDNA片段覆盖度特征与妊娠期糖尿病具有高度相关性，可为疾病早期诊断提供生物标记。

根据上述发现，研究团队开发出一种基于神经网路的预测模型，透过分析孕妇早期的cfDNA特征，能够准确预测妊娠糖尿病发生。目前，该模型的预测效用在两个独立的队列中均得到验证。

根据统计，目前中国有超过1000万人患有孤独症。由于孤独症的症状较不明显，因此诊断方式面临挑战，诊断速度与准确度亟待优化。

日前，香港中文大学医学院教授黄秀娟团队发现，孤

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独症与儿童肠道微生物组之间存在相关性，可借助多领域的微生物标记对孤独症儿童进行诊断。研究成果近日发表于《自然·微生物学》。

「我们的方法是对孤独症儿童诊断方式的一次有益探索，具有广阔的应用前景与拓展空间。」论文第一作者、香港中文大学助理教授苏奇说。

旧方法效率较低

孤独症又称自闭症，是一种广泛性发展障碍，常发病于婴幼儿期，其主要原因是遗传和环境因素。 「广泛性发展障碍通常包括孤独症、雷特氏症、亚斯伯格症等多种类型，而孤独症的诊断难度比较高。」苏奇说，其他类型的广泛性发展障碍往往症状明显、危害严重，因此无需特别的诊断手段就能发现。例如，雷特症候群一旦发病，儿童会迅速丧失全部认知甚至行动能力。

孤独症初期常表现为轻微的语言障碍和社交障碍，容易被误判为发展迟缓或内向。此外，相较于其他广泛性发展障碍，孤独症的发生率较高。

据了解，目前，孤独症儿童的诊断大多依赖问卷填写和医生的经验性判断。 “这样的方式不够客观，过度依赖医生的经验和技巧，存在误判的可能性。”苏奇表示，“由于医生诊断时缺乏客观依据，因此可能需要较长时间才能得出准确结论，使得诊断效率低下、贻误病情。”

新研究协助诊断

研究人员为何将儿童肠道微生物组与孤独症连结在一起？苏奇介绍，临床经验表明，许多孤独症儿童常伴随长期便秘或功能性胃痛等症状，一些有经验的医生会借助这些症状进行诊断。 「我们的研究正是受到这些经验启发。

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」苏奇说。

近年来，针对微生物组与广泛性发育障碍之间关联的研究并不罕见。肠道中的微生物组可以透过某种方式影响神经系统发育，进而导致广泛性发育障碍。而本次研究对微生物组的研究范围更广，不只针对细菌，也扩展到真菌等其他微生物。此外，研究团队发现，针对肠道微生物组的分析容易受到饮食、用药、肥胖指数等因素影响。 「这些『混杂因素』对孤独症的诊断存在一定干扰，同样应该纳入考量范畴。」苏奇说。

研究团队共招募1,627名孤独症儿童和非孤独症儿童，详细统计了236个参数。 「研究结果表明，与健康儿童相比，孤独症儿童肠道中的14种古菌、51种细菌、7种真菌、18种病毒、27种微生物基因和12个代谢通路均发生了改变。」苏奇说，「我们运用机器学习演算法和传统生物统计方式，从数千种肠道微生物组特征标记物中筛选出具有高诊断学的31种标志物组合准确性。

日前，研究团队以上述成果为基础，设计了一款含有γ-氨基丁酸的益生菌配方，并进行小规模临床实验。 「实验结果表明，这种益生菌配方有可能缓解孤独症患儿的症状。」苏奇说，「下一步，我们将进行更广泛的验证和评估，为孤独症患儿的诊治贡献力量。」

美国加州理工学院多学科研究团队解决了一个困扰医学界数十年的难题：他们找到了一种能非侵入性、连续测量身体任何部位血压的方法，几乎​​不会对患者造成任何干扰。基于此新技术的设备预计在家庭、医院，甚至资源有限的偏远地区更好地监测生命征象。

　　近日发表在《美国国家科学院院刊Nexus》上的这项新专利技术名为共振声压计，利用声波轻轻刺激动脉共振，再利用超音波成像测量动脉共振频率，从而获得真实的血压测量值。在一项小型临床研究中，该设

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备的检测结果与使用标准护理血压袖带所获得的结果类似。

　　目前的原型设备由Esperto医疗公司制造和测试，装在一个比一副牌还小的换能器盒中，可安装在臂章上。但研究人员表示，它最终可装进手表或黏性贴片大小的包装中。该团队的目标是首先在医院使用该设备，将它通过电线连接到现有的医院监视器，以方便医生对患者进行连续的真实血压监测。

　　该设备最终也可取代血压袖带。血压袖带每测量一次必须戴上它，如果要求患者在家监测血压，也必须反覆记录资讯。而有了新设备，只要装上去即可，患者可整天戴着它，随时进行任意多次测量，这样医生就能更好、更精确地指导给药。

　近年来，随着分子生物学和检测技术的快速发展，科学家发现，透过检测血液中的生物标记物，能在阿兹海默症（AD）症状出现前，捕捉到患者大脑内的病理变化。有鉴于此，全球众多科学研究团队正竞相开发精准的血液检测方法，以期让AD尽早「现形」。

　　复旦大学附属华山医院神经内科教授郁金泰告诉科技日报记者：「血液检测方法具有侵入性小、成本较低、易于操作等特点，在AD预测和诊断方面有着显著优势，为该疾病的早期检测和长期监测提供了新的可能性。但科学家仍需进一步优化和标准化血液检测技术，提高其灵敏度和特异性。」

　　传统方法应用受限

　　目前全球约有5500万名AD患者。 AD是最常见的失智症类

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型，约占所有失智症病例的2/3。因此，如何尽早发现、诊断并有效介入AD，已成为医学界亟待解决的重要难题。

　　经过几十年辛勤探索，研究人员基本上发现了AD的病理：首先，β淀粉样蛋白（Aβ）斑块形成；随后，tau蛋白缠结出现；接着，相关症状出现。研究人员表示，Aβ蛋白和tau蛋白的积聚会使神经元功能出现障碍甚至死亡，导致患者记忆等认知功能显著下降。这个过程进展极为缓慢，症状在斑块开始形成后10—20年才开始出现。

　　郁金泰介绍：“传统AD诊断方法主要依赖临床评估、神经心理测试、神经影像学技术和腰椎穿刺。这些方法虽然在临床实践中被广泛应用，但在早期检测、易用性和普及性方面存在显著局限性，限制了早期干预和大规模筛检的可能性。”

　　郁金泰进一步解释说，传统临床评估方法往往在疾病已进展到失智阶段中晚期才能作出诊断，丧失了早期介入的机会。核磁共振成像和正子断层扫描等神经影像学检测技术虽然能显示脑内结构、功能和病理变化，但成本高、操作复杂且需要专业设备，难以广泛应用于大规模筛检。脑脊髓液检测虽然诊断结果更精确，但具有侵入性，患者接受度低。

　　血液检查工具不断涌现

　　多年来，由于AD早期血液样本中Aβ蛋白和tau蛋白水平非常低，其中的生物标记很难检测出来。但随着技术发展，血液检测作为诊断和临床筛检工具变得越来越重要。科学家希望能有更简单、更廉价的方式，实现对AD的早期诊断和监测。

　　近年来的研究表明，血液中的特定生物标记物，如磷酸化tau蛋白、胶质纤维酸性蛋白等，可反映大脑内的病理变化，有潜力在疾病早期阶段甚至临床症状出现前检测出AD。

　　2020年，瑞典哥德堡大学卡伊·布伦诺团队借助单分子阵列技术，检测普通血液样本中p-tau181的含量。结果显示，AD患者p-tau181的水平显著增加。瑞典隆德大学神经学家奥斯卡·汉森等人则指出，只需采血4毫升，对受试者体内的p-tau217进行检测，就能诊断AD，准确率可达89%—98%。

　　此后有多项研究证实了p-tau217在检测AD方面的「威力」。今年1月，瑞典哥德堡大学尼古拉斯·阿什顿团队发表论文称，其开发的p-tau217免疫测定法，能够高度准确地识别出AD相关异常状态，准确性与脑脊髓液检测相当。随后，汉森团队也发表论文称，其开发的针对p-tau217的血液检测方法，在检测AD病理方面，可与美国食品和药物管理局批准的脑脊髓液检测方法相媲美。

　　今年7月，郁金泰团队也在《自然老化》杂志刊发论文表示，他们透过大规模血浆蛋白质体学分析，发现胶质纤维酸性蛋白在AD症状出现前15年就显著增高，为AD患者的早期筛检提供了很好的指标。

　　诊断技术有待完善

　　尽管血液检测方法在AD诊断领域显示出巨大潜力，但它们也存在一些不足之处。

　　郁金泰认为：“首先，血液中生物标记的浓度通常非常低，且受其他生理和病理因素的影响，可能导致假阳性或假阴性结果。此外，不同实验室之间的检测结果可能缺乏一致性和标准化，影响临床应用的可靠性。”

　　《自然》的报导也指出，单

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一生物标记可能不足以全面反映AD的复杂病理，研究人员希望开发出更多种类的血液生物标记物，以便更好地理解其复杂病理机制。这些标记不仅能帮助诊断，还能预测疾病的进展情况，并为临床医生提供重要的治疗决策支援。

　　「未来，科学家需要进一步优化和标准化血液检测技术，以提高其灵敏度和特异性，同时扩大样本量和进行多样性研究，验证这些方法的适用性。」郁金泰说。 

北京8月12日电（记者张佳欣）根据发表在最新一期《美国国家科学院院刊》上的论文，美国马萨诸塞大学阿默斯特分校研究人员在理解人体蛋白质折叠过程上取得重大进展。他们识别出了人体蛋白质折叠的「品质控制」调节器，有助于开发靶向错误折叠发生位点的新型药物。

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　　当调节细胞基本功能的人体蛋白质折叠失败时，会引发肺气肿、囊性纤维化、阿兹海默症等多种严重疾病。幸运的是，人体有一套品质控制系统，可辨识错误折叠的蛋白质。然而，该系统的具体运作机制一直是个谜。

　　蛋白质是建构生命体的基石。在众多蛋白质中，约有7000种需在细胞分泌途径中精确折叠，方能执行其关键功能。这个复杂过程始于内质网，涉及UGGT的酵素和伴侣蛋白Sep15。先前研究表明，UGGT透过读取嵌入蛋白质中的碳水化合物标签（称为N-聚糖）来充当“把关人”，以确定蛋白质是否正确折叠。

　　此外，还有一个专属的蛋白质「俱乐部」（称为「硒蛋白」），它们含有稀有元素硒。在人体内约2万种不同的蛋白质中，只有25种是硒蛋白。 UGGT的伴侣蛋白Sep15就是一种硒蛋白。 Sep15总是与UGGT结合在一起，但科学家一直不清楚原因。

　　利用「阿尔法折叠2」AI模型，研究人员预测蛋白质Sep15会形成类似捕手手套的螺旋结构，能与UGGT酶上的一个特定点位紧密结合。这一点位正是UGGT读取N-聚糖「密码」以判断蛋白质是否正确

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叠的地方。

　　研究人员表示，他们找到了折叠过程的“热点”，而Sep15是关键。为验证预测，他们设计了实验，透过重组DNA技术干扰UGGT与Sep15的结合。结果显示，经过修饰的UGGT无法有效执行其功能。

　　关于Sep15的具体作用，研究人员提出了两种假设：一是Sep15给了错误折叠的蛋白质一个纠正其形状的机会；二是给该蛋白质贴上标记以便销毁。尽管具体机制仍有待探索，但这项研究为针对Sep15/UGGT介面的新型药物疗法奠定了基础，这是一个未被开发的制药领域。

北京8月13日电（记者张梦然）对于需要驾驶或操作重型机械的人来说，无法抗拒的困倦可能会带来巨大危险甚至致命。为了他们免受睡意困扰，美国加州大学柏克莱分校工程师发明了一种可检测大脑困倦迹象的耳机，进而提醒人们及时采取相应「提神」措施。研究成果发表在最新一期《自然·通讯》。

　　耳机检测脑电波的方式与脑电图相

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同。大多数脑电图使用一系列连接到头部的电极来检测脑电波，而耳机使用内建电极——耳塞来检测脑电波，耳塞电极专门设计用于与耳道接触。

　　耳塞检测到的电讯号比传统脑电图检测到的电讯号要小，但研究表明，他们的耳部脑电图平台足够灵敏，可检测到阿尔法波。阿尔法波是一种表现大脑活动状态的脑电波模式，当配戴者闭上眼睛或开始入睡时，这种模式会增强。

　　用耳塞当脑电图电极还需解决一些实际难题。为了获得准确的脑电图，电极需要与皮肤良好接触。研究团队希望设计出一个干燥且通用的模型，让任何人都可以将它们塞进耳朵并获得可靠读数。

　　团队最终设计了大、中、小3种尺寸的耳机。耳机采用悬臂设计，包含多个电极，可对耳道施加轻柔的向外压力，并使用柔性电子装置确保配戴舒适。讯号透过客制化的低功耗无线电子介面读出。

　　作为实验的一

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部分，他们要求9名志愿者在黑暗的房间里戴上耳机，做一系列无聊的任务。每隔一段时间，志工们会被要求评估自己的困倦程度，并测量他们的反应时间。

　　结果发现，即使耳机的​​讯号品质不佳，仍能对志愿者出现的困倦进行分类，准确度与同类更复杂且笨重的系统相当。这款耳机属于「开箱即用」设备，在对新用户进行困倦分类时也能保持准确性。

北京8月13日电（记者刘霞）美国科学家进行的一项新研究显示，类风湿性关节炎与肺癌风险显著增加有关。相关论文发表于最新一期《关节炎与风湿病》杂志。

　　美国梅奥诊所瑞贝卡布鲁克斯团队评估了类风湿性关节炎和类风湿性关节炎相关间质性肺病患者肺癌的风险。相关间质性肺病是类风湿性关节炎最常见的关节外表现，死亡率和发生率较高。

　　研究团队分析了7,2795名

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类风湿性关节炎患者和6,33937名非类风湿性关节炎人士的数据。

　　结果显示，与非风湿性关节炎对照组相比，类风湿性关节炎患者罹患肺癌的风险增加了50%，而类风湿性关节炎相关间质性肺病患者罹患肺癌的风险增加了3倍。

　　研究人员表示，增加对风湿性关节炎患者，尤其是类风湿性关节炎相关间质性肺病患者的肺癌监测，可能是减轻肺癌负担的有效策略。

北京8月14日电（记者刘霞）瑞典科学家进行的一项新研究发现，抗发炎饮食可降低人们罹患失智症的几率，且心脏病患者受益更大。相关论文发表于12日出版的最新一期《美国医学会杂志·开放网络》。

　　抗发炎饮食包括更多的蔬菜、水果、全谷物、鱼类和豆类等，有益心脏健康的地中海饮食也属于抗发炎饮食。

　　这项研究由卡罗林斯卡学院老化研究中心进行，涉及英国生物库内84,000多位老人，历时约13年。研究结果显示，与食用富含红肉、鸡蛋、乳制品和加工食品等促发炎饮食的人相比，坚持抗发炎饮食的老年人罹患失智症的几率

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降低了21%。而且，有心脏病或糖尿病的老年患者坚持抗发炎饮食，痴呆症风险下降了31%。

　　研究团队也对其中9,000多名参与者进行了脑部磁振造影，结果显示，抗发炎饮食对神经系统有益。这表明，抗发炎饮食促使大脑内部发生了积极变化。

　　研究人员认为，这些结果一个可能的解释是，抗发炎饮食会抑制患者（尤其是心血管或代谢性疾病患者）全身的炎症，从而减缓痴呆症恶化。而且，这种好处目前很难从抗发炎补充剂获得，比较容易从食物中获得，这再次强调了健康饮食对大脑健康的重要性。

心脏衰竭是一种心脏内部压力升高所导致的致命疾病。英国东英吉利大学和伦敦玛丽女王大学的最新研究表明，磁振造影（MRI）扫描或可取代侵入式心脏检查，可靠评估心脏内部压力，从而预测患者是否会发展为心脏衰竭。相关论文12日发表在《欧洲心脏衰竭期刊》。

　　心脏MRI使用强磁场和无线电波扫描，创造心脏详细影像。与X光或CT扫描不同，它不使用有害辐射。

　　先前研究已表明，心脏MRI技术

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可评估心脏内部压力，并与心脏衰竭的症状和征兆相关联。然而，科学家尚不清楚压力水平能否预测一般人的心脏衰竭风险。

　　在新研究中，团队利用人工智慧技术对39,000名英国生物银行参与者的心脏MRI数据进行了分析，并估算了心脏内部压力。随后，他们评估了每位参与者的风险因素以及在未来6年中发生心脏衰竭的可能性。

　　结果发现，在6年追踪期间，MRI测量显示心脏压力较高的参与者发生心脏衰竭的风险增加了5倍。

　　这项研究也确定了

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导致心脏压力升高进而引发心脏衰竭的关键风险因素。这些风险因素包括年龄超过70岁、高血压、肥胖、酒精摄取以及男性性别。透过结合这些因素，团队开发了一个预测个体心脏衰竭风险的模型。这项进展有助于心脏衰竭的预防、早期发现和治疗，从而挽救更多生命。