脑外伤后的认知障碍仍然难以预测。这部分是因为至关重要的轴突损伤很难在临床上测量。MRI的进展允许在创伤性脑损伤后检测到轴突损伤,但最敏感的方法尚不清楚。在这里,我们比较了扩散张量成像,神经突取向分散体以及密度成像以及脑萎缩的大量测量在创伤性脑损伤后识别白物异常中的性能。30例中度 - 重度创伤性脑损伤的患者在慢性期和20个年龄匹配的对照中具有T1加权和扩散MRI。处理速度,执行功能和记忆的神经心理学测试用于检测认知障碍。观察到神经突密度指数和方向色散指数的广泛异常,具有不同的空间模式。分数各向异性和平均扩散率也表明白人质量结构的广泛异常。神经突密度指数与处理速度显着相关。较慢的加工速度也与皮质脊髓段中较高的平均扩散率有关。与扩散指标相比,脑损伤后较低的白色体积具有更大的作用大小;但是,体积对认知性能的变化不敏感。体积最敏感地检测组之间的变化,但不是确定与认知关系的特定特定的。较低的神经突密度指数可能是检查较慢的处理速度的有用指标。分数各向异性和平均扩散率的异常是最敏感的扩散度量。然而,神经突的指数和方向色散指数在空间上可能更为特定。
树突棘中肌动蛋白细胞骨架动力学的调节对于学习和记忆形成至关重要。因此,肌动蛋白细胞骨架通路缺陷是多种脑部疾病(包括阿尔茨海默病)的生物学特征。本文,我们描述了一种由环化酶相关蛋白 2 控制的新型突触机制,该蛋白是结构可塑性现象所必需的,在阿尔茨海默病中完全被破坏。我们报告称,通过其 Cys 32 形成环化酶相关蛋白 2 二聚体对于环化酶相关蛋白 2 与辅酶蛋白结合以及肌动蛋白周转非常重要。Cys 32 依赖性环化酶相关蛋白 2 同源二聚化和与辅酶蛋白的结合由长期增强作用触发,并且是长期增强诱导的辅酶蛋白易位到棘突、棘突重塑和突触传递增强所必需的。这种机制在阿尔茨海默病患者和 APP/PS1 小鼠的海马中特别受到影响,但在额上回中没有受到影响,其中环化酶相关蛋白 2 下调,环化酶相关蛋白 2 二聚体突触水平降低。值得注意的是,阿尔茨海默病患者的脑脊液中环化酶相关蛋白 2 水平显著升高,但在额颞叶痴呆患者中没有升高。在阿尔茨海默病海马中,cofilin 与环化酶相关蛋白 2 二聚体/单体的关联发生改变,并且 cofilin 在脊柱中异常定位。总之,这些结果为阿尔茨海默病中存在缺陷的结构可塑性机制提供了新的见解。
由于其“全或无”动作电位反应,单个神经元(或单位)被公认为大脑的基本计算单位。有大量动物文献支持研究神经元放电作为了解神经元微电路和大脑功能的一种方式的机制重要性。尽管大多数研究都强调生理学,但人们越来越认识到,研究单个单位可以为疾病的系统级机制提供新的见解。微电极记录在人类中越来越普遍,与此同时,颅内脑电图记录在局灶性癫痫术前评估中的应用也越来越多。除了单个单位数据外,微电极记录还记录局部场电位和高频振荡,其中一些可能与临床大电极记录的不同。然而,微电极几乎只用于研究环境,目前没有迹象表明将微电极记录纳入常规临床护理。在这篇评论中,我们总结了 65 年来人类癫痫患者微电极记录的经验教训。我们介绍了可以利用的电极构造、如何记录和处理微电极数据的原理以及对发作动力学、发作间期动力学和认知的见解。最后,我们评论了将单单位记录纳入临床护理的可能性,重点关注潜在的临床适应症,每种适应症都有其特定的证据基础和挑战。
本研究的目的是确定单次运动是否足以引起亨廷顿氏病患者的大脑适应,并探索任何急性脑血管反应的时间动态。在这项病例对照研究中,我们对 19 名亨廷顿氏病基因阳性参与者(32-65 岁,13 名男性)和 19 名对照者(29-63 岁,10 名男性)进行了动脉自旋标记 MRI 检查,这些参与者的年龄、性别、体重指数和自我报告的活动水平均匹配,以测量 20 分钟中等强度循环运动后的整体和区域灌注。在基线和运动停止后 15、40 和 60 分钟测量脑灌注。相对于基线,我们发现,在停止运动 40 分钟后,亨廷顿舞蹈症患者的脑灌注增加,而对照组参与者的中央前回(P = 0.016)、额中回(P = 0.046)和海马(P = 0.048)的脑灌注没有变化(亨廷顿舞蹈症患者变化 15 + 32.5%,对照组变化 7.7 + 0.8%)。亨廷顿基因中致病三核苷酸重复扩增的长度可预测中央前回的变化(P = 0.03),运动干预的强度可预测亨廷顿舞蹈症患者的海马灌注变化(P < 0.001)。在这两组中,运动在停止运动 60 分钟后增加海马血流量(P = 0.039)。这些发现证明了急性运动作为调节脑血管系统的临床敏感实验范例的实用性。20 分钟的有氧运动选择性地在亨廷顿氏病患者的海马和皮质中诱发了短暂的脑血管适应,并且可能代表了静息时不明显的潜在神经病理学。
自从研究人员将 α-突触核蛋白确定为路易体和路易神经突的主要成分以来,研究表明它在路易体痴呆和其他“突触核蛋白病”的发病机制中起着致病作用。虽然 α-突触核蛋白代谢失调可能导致与突触核蛋白病相关的神经退化,但目前很少有对患病人类脑组织中的 α-突触核蛋白进行直接生化分析。在这项研究中,我们分析了来自大量神经病理学诊断为路易体痴呆的患者和相应对照的连续蛋白质提取物,检测到细胞溶质和膜结合生理 α-突触核蛋白转变为高度聚集的形式。然后,我们使用非变性方法对大脑皮层的水提取物(细胞溶质)进行分馏,以寻找可能与毒性相关的可溶性、与疾病相关的高分子量物种。我们将这些馏分和相应的含有路易体型聚集体的不溶性馏分应用于几个报告试验,以确定它们的生物活性和细胞毒性。最终,高分子量胞浆馏分增强了磷脂膜通透性,而不溶性路易体相关馏分则诱导了人类干细胞衍生神经元神经突的形态变化。虽然与健康的年龄匹配对照组相比,路易体痴呆患者大脑中可溶性高分子量α-突触核蛋白的浓度仅略有升高,但这些观察结果表明,大脑中一小部分可溶性α-突触核蛋白聚集体可能导致早期致病作用,而路易体相关α-突触核蛋白可能导致神经毒性。
心脑整合动力学对于内感受(即感知身体信号)至关重要。在这项前所未有的纵向研究中,我们评估了接受原位心脏移植的患者和匹配的健康对照者的内感受的神经认知标记。对患者在术前(T1)、数月后(T2)和一年后(T3)进行了纵向评估。我们评估了内感受的行为(心跳检测)和电生理(心跳诱发电位)标记。心跳检测任务显示,患者和对照组在术前(T1)的内感受相似。然而,心脏移植后(T2),患者的表现优于对照组,但在随访分析(T3)中没有观察到这种差异。从神经生理学上讲,虽然心跳诱发电位分析显示手术前(T1)各组之间没有差异,但在移植后两个阶段(T2、T3)发现患者的这种事件相关电位的幅度降低。所有这些显著的影响在与不同的心脏病学测量方法共变后仍然存在。总之,这项研究为脑心通路的适应性特性带来了新的见解。
新兴证据表明心房颤动与认知功能障碍有关,与中风无关,但其潜在机制仍不清楚。在这项来自瑞士心房颤动研究 (NCT02105844) 的横断面分析中,我们研究了血清神经丝轻蛋白(一种神经元损伤生物标志物)与心房颤动患者的 (i) CHA 2 DS 2 -VASc 评分(充血性心力衰竭、高血压、年龄 65-74 岁或 > 75 岁、糖尿病、中风或短暂性脑缺血发作、血管疾病、性别)、临床和神经影像学参数和 (ii) 认知测量之间的关联。我们使用超灵敏单分子阵列分析技术在 1379 名心房颤动患者(平均年龄 72 岁;女性,27%)的样本中测量了血清中的神经丝轻蛋白。通过脑 MRI 评估缺血性梗塞、小血管疾病标志物和标准化脑体积。认知测试包括蒙特利尔认知评估、连线测试、语义语言流畅性和数字符号替换测试,并使用主成分分析进行总结。使用单变量和多变量线性回归分析结果。神经丝光与 CHA 2 DS 2 -VASc 评分相关,每单位 CHA 2 DS 2 -VASc 增加,神经丝光平均增加 19.2% [95% 置信区间 (17.2% , 21.3%)]。在调整年龄和 MRI 特征后,这种关联仍然存在。在多变量分析中,与神经丝光相关的临床参数包括年龄较高[每 10 年神经丝增加 32.5 % (27.2 % , 38 %)]、糖尿病、心力衰竭和外周动脉疾病[分别为 26.8 % (16.8 % , 37.6 %)、15.7 % (8.1 % , 23.9 %) 和 19.5 % (6.8 % , 33.7 %) 的神经丝较高]。平均动脉压与神经丝呈曲线关联,有证据表明存在反线性和 U 形关联。与神经丝相关的 MRI 特征是白质病变体积和大面积非皮质或皮质梗塞体积[相应病变对数体积每增加一个单位,神经丝分别增加 4.3%(1.8%,6.8%)和 5.5%(2.5%,8.7%)],以及标准化脑体积[每 100 cm3 神经丝数量较多,脑体积较小,分别为 4.9%(1.7%,8.1%)]。单变量分析显示,神经丝光与所有认知指标呈负相关。调整临床和 MRI 变量后,效应大小减小,但与第一个主成分的关联仍然明显。我们的结果表明,在心房颤动患者中,通过血清神经丝光测量的神经元丢失与年龄、糖尿病、心力衰竭、血压和血管性脑病变有关,并与标准化脑容量和认知功能呈负相关。
包括人类在内的灵长类动物中的眶额皮质是情感的关键大脑区域,在表示奖励价值和非回报的代表中,这并没有获得预期的奖励。在眶额皮质之前的皮质加工是刺激的标志性的,即“什么”存在,而不是奖励价值。有证据表明,这具有味道,视觉,体感和嗅觉刺激。人体内侧轨道额皮层代表许多不同类型的奖励,横向轨道曲面皮层代表非奖励和惩罚。没有获得预期的奖励会导致悲伤,并感到沮丧。概念是抑郁症的重要大脑区域是眶额皮质,其抑郁症与无奖励相关的侧面眶额皮质的过度反应性和过度连接有关,以及响应不足和奖励相关的内侧眶额皮质的不足性和不连续性。描述了来自大规模体素水平研究的证据,并得到了激活研究的支持,该研究为这一假设提供了支持。在抑郁症患者中发现了横向骨额皮层与包括前扣带回皮层和角回的大脑区域的侧向额叶皮层的功能连通性提高,并在用药物治疗时降低了对照的水平。在抑郁症患者中发现了内侧轨道额皮层的功能连通性与内侧颞叶区域相关。一些抑郁症的治疗方法可以通过降低外侧眶额皮质的活性或连通性来起作用。增加内侧轨道额皮层活性或连通性的新处理可能对抑郁症有用。这些概念以及非回报吸引者网络活动的活动增加具有推进我们对抑郁症的理解和治疗的潜力。,由于轨道额皮层的运行差异以及啮齿动物的奖励系统的作用差异,重点是包括人类在内的灵长类动物的轨道额叶皮质。最后,假设轨道额皮层在情感和决策中具有特殊的作用,部分原因是它作为皮层领域,它可以实施吸引人网络,可用于在线和决策中保持奖励和表达式状态。
胶质母细胞瘤是一种致命的疾病,大多数靶向疗法在临床上都以失败告终。然而,肿瘤抑制因子的药理学再激活作为一种胶质母细胞瘤治疗策略尚未得到彻底研究。肿瘤抑制因子蛋白磷酸酶 2A 在胶质母细胞瘤中受到非遗传机制的抑制,因此,它有可能被用于治疗性再激活。在这里,我们证明蛋白磷酸酶 2A 的小分子激活剂 NZ-8-061 和 DBK-1154 能有效穿过体外血脑屏障模型,并在体内口服后进入小鼠脑组织。体外,蛋白磷酸酶 2A 的小分子激活剂对五种已建立的胶质母细胞瘤细胞系和九种患者来源的原发性胶质瘤细胞系表现出强大的细胞杀伤活性。总的来说,这些细胞系具有异质性遗传背景、激酶抑制剂抗性谱和干细胞特性;它们代表不同的临床胶质母细胞瘤亚型。此外,发现蛋白磷酸酶 2A 的小分子激活剂在杀死患者来源的原发性胶质瘤细胞方面优于一系列激酶抑制剂。口服任何一种蛋白磷酸酶 2A 的小分子激活剂均可显著降低浸润性颅内胶质母细胞瘤肿瘤的生长。DBK-1154 具有更高的脑/血液分布程度,并且对所有测试的胶质母细胞瘤细胞系具有更强的体外活性,还显著提高了携带原位胶质母细胞瘤异种移植物的小鼠的存活率。总之,本报告提供了针对异质分子背景的胶质母细胞瘤细胞的血脑屏障可穿透性肿瘤抑制因子再激活疗法的原理验证数据。这些结果还首次表明,蛋白磷酸酶 2A 再激活可能能够挑战胶质母细胞瘤治疗的当前模式,该模式主要侧重于使用高度特异性的抑制剂针对特定的基因改变的癌症驱动因素。基于蛋白磷酸酶 2A 抑制在胶质母细胞瘤细胞耐药性中的作用,蛋白磷酸酶 2A 的小分子激活剂可能被证明对未来的胶质母细胞瘤联合疗法有益。
众所周知,半手忽视患者的空间和非空间注意方面之间的临床联系;在特定的情况下,警报的增加可以在不断地将注意力分配给对比方面。在关注模型中,这种现象被认为依赖于腹侧皮质网络和背侧皮质网络之间的相互作用,分别缩减了非空间和专注于注意方面。然而,这两个网络之间相互作用的确切神经基础知之甚少。在本研究中,我们包括80例亚急性中风(50%女性;年龄范围:24-96),33例,而无忽视的47例右半球患者,如纸 - 铅笔取消测试所评估。 患者执行了一项计算机上的任务,在该任务中,他们被要求通过按钮对中心目标尽快做出反应,该目标是先于或不采用非空间,听觉警告音调的中心目标。 在两个不同条件下的反应时间。 在忽视患者中,警告语调,增强腹侧注意力“警报”网络中的活动,可以提高背注意网络(以较短的反应时间)对视觉刺激的反应(以较短的反应时间),直至无忽视的患者水平。 Critically, using voxel-based lesion-symptom mapping analyses, we show that this effect significantly depends on the integrity of the right an- terior insula and adjacent inferior frontal gyrus, i.e., right-hemispheric patients with lesions involving these areas were significantly less likely to show shorter reaction times when a warning tone was presented prior to visual target appearance.在本研究中,我们包括80例亚急性中风(50%女性;年龄范围:24-96),33例,而无忽视的47例右半球患者,如纸 - 铅笔取消测试所评估。患者执行了一项计算机上的任务,在该任务中,他们被要求通过按钮对中心目标尽快做出反应,该目标是先于或不采用非空间,听觉警告音调的中心目标。在两个不同条件下的反应时间。在忽视患者中,警告语调,增强腹侧注意力“警报”网络中的活动,可以提高背注意网络(以较短的反应时间)对视觉刺激的反应(以较短的反应时间),直至无忽视的患者水平。Critically, using voxel-based lesion-symptom mapping analyses, we show that this effect significantly depends on the integrity of the right an- terior insula and adjacent inferior frontal gyrus, i.e., right-hemispheric patients with lesions involving these areas were significantly less likely to show shorter reaction times when a warning tone was presented prior to visual target appearance.我们建议,右前岛和下额回是一个关键的枢纽,腹侧注意网络可以“警告”并提高背侧注意网络活动的效率。