近期和大腦相關的奇妙研究！

本文中，小編整理了近期來科學家們關於大腦的多篇奇妙研究，分享給大家！

【1】NeuroImage：有氧鍛煉或能維持大腦尺寸 明顯改善衰老引發的大腦功能減退

DOI：10.1016/j.neuroimage.2017.11.007

近日，來自西悉尼大學和曼徹斯特大學的研究人員通過研究發現，隨著我們年齡的增長，有氧運動或能有效改善大腦的記憶功能，並且維持大腦健康，相關研究刊登於國際雜誌NeuroImage上。

文章中，研究人員檢測了有氧運動對大腦海馬體區域的影響，海馬體主要負責大腦記憶和其它的大腦功能。隨著機體年齡增長，大腦的健康程度會逐漸下降，個體40歲後，每隔十年其大腦就會大約平均萎縮5%；對大鼠和小鼠進行研究後，研究者發現，體育鍛煉能夠增加動物大腦海馬體的尺寸，但截至目前為止研究人員並未在人類機體大腦中發現相一致的結果。

研究者對14項臨床試驗進行了系統性的回顧，這些試驗中研究者對有氧運動前後及對照狀況下的737名個體進行大腦掃描；參與者包括健康成年人、輕度認知障礙個體（比如阿爾茲海默病）、臨床診斷為精神疾病的患者（包括抑鬱症和精神分裂症），這些參與者的年齡範圍在24歲至76歲之間，平均年齡為66歲。

【2】生物鐘警報：熬夜大腦會「自噬」 夜貓子們別再作死！

我們都知道早睡早起身體好，可還有一句話是「懂得很多道理卻依然過不好這一生」——實際上，隨著生活多元化與節奏多元化，「夜貓子」越來越多，熬夜成了不少人的生活常態，也給不少人帶來了煩惱。

據外媒報道，目前，科學家最新一項研究表明，當老鼠睡眠不足時，大腦將開始「自噬」。研究人員在實驗室對老鼠進行了研究，發現當它們睡眠不足時，大腦中的「清除細胞」變得更加活躍，這些細胞叫做「星形膠質細胞」，就像是微型胡佛電動吸塵器，當大腦連接變得衰弱和分裂時，將開始清除神經突觸細胞。這項研究對於熬夜對人類的影響又將是一項新的發現。

另外，此前還有研究表示，睡眠時間過少會導致人們面臨心臟疾病的風險。研究發現人們每晚睡眠時間少於6個小時將具有較高的代謝綜合症發病概率，代謝綜合症將誘導糖尿病、高血壓和肥胖症。

【3】Nat Commun： 如何抑制大腦產生的令人厭煩的念頭

最近，科學家們鑒定出了大腦負責記憶的區域的關鍵化學分子，該分子能夠幫助我們抑制腦海中那些令人厭煩的念頭，這解釋了為什麼患有焦慮症或抑鬱症的患者往往患有一些持續性的奇怪的想法。

我們有時候確實會遇到一些不爽的念頭在腦海中揮之不去的情況，例如不愉快的記憶、圖像或者困擾等等。當這些念頭出現的時候，即使我們不想去想，但還是會一次次地重複出現。當然，如果我們的念頭是積極向上的，那麼確實也不是個問題，但如果是負面的，那麼將會使我們的情緒變得十分焦躁不安。

大腦前側有一個叫做前額葉的區域對於控制活動以及抑制想法產生具有重要的作用。前額葉區域作為主要的調節區域，能夠控制運動皮層對於運動的調節以及海馬區對於記憶的調節。

【4】PNAS：為何大腦對氧氣如此敏感

最近，來自麻省大學醫學中心的研究者們發現了為什麼大腦對氧氣的缺乏如此敏感。大腦缺氧主要是由中風引起的，這一效應對於其他器官來說具有保護的作用，但對於大腦來說則是十分嚴重的。這一發現解決了長久以來的一個問題，即大腦對氧氣缺乏極度敏感的內在機制。相關結果發表在最近一期的《PNAS》雜誌上。

大部分情況下，中風是由大腦血管阻塞導致的，進而導致氧氣的缺乏。為了防止腦死亡現象的發生，血管阻塊需要通過抗凝劑溶解或機械手段清除。中風患者在治療之後往往會出現嚴重的後遺症，其中包括嚴重的癱瘓以及語言紊亂等等。

此前一類酶被發現在中風的發生過程中有重要的作用。在氧氣缺乏的情況下，這種叫做NOX4的酶能夠在大多數器官以及肌肉中表達。在大部分情況下，NOX4是無害的，但大腦中NOX4的表達則具有致命的危害。首先，NOX4能夠破壞血腦屏障，其次，NOX4還能夠啟動神經元的自我毀壞機制。這些效應最終會導致生理或精神疾病的發生。當NOX4基因被敲除或者通過藥物抑制其活性之後，血腦屏障損傷以及大腦的毀壞將會得到避免。

【5】Nat Commun：強迫症也是基因的鍋！四個大腦基因被證與其相關

最近，科學家識別了四個跟強迫症（OCD）相關聯的基因。這些基因都在同一腦迴路中發揮作用，並能幫助解釋為什麼親屬中有強迫症的人也更容易出現此情況。

有強迫症的人會有侵入性的思想，必須通過一些重複的固定動作（比如洗手）才能緩解焦慮。為了研究強迫症是否有遺傳基礎，在哈弗和麻省理工學院布羅德研究所的Hyun Ji Noh和她的同事在592個強迫症患者和560個沒有強迫症的人身上比較了超過600個基因。

他們基於多個證據篩選出這些候選的基因。在這些基因中，222個曾在小鼠中被與強迫性梳理相關聯，196個與人類的自閉症相關，而自閉症也會導致重複性動作。

【6】女性性高潮時大腦會出現怎樣的變化？

新聞閱讀：fMRI scans reveal why pain tolerance goes up during female orgasm and shows brain does not turn off

最近來自Rutgers大學的研究者們發現了為什麼女性在性高潮的時候會對疼痛有更大的忍受能力，相關結果發表在最近一期的《Journal of Sexual Medicine》雜誌上，文章中fMRI檢測結果同時發現：女性的大腦在高潮快要來臨時難以回復到穩態水平。

此前關於男性與女性的性高潮已經有很多的相關研究，但我們仍然不知道在性高潮達到頂點的時候（尤其對於女性來說）大腦究竟發生著什麼。在此前的研究中，志願者都要求在fMRI機器內進行手淫，而且在手淫過程中要盡量放開自身的抑制性。然而機械化的環境難以使志願者達到興奮的頂點。而在這一研究中，作者招募了10個處於不同年齡段的女性志願者，要求他們在一間房子里進行兩次的手淫致高潮的行為，並且觀察了她們大腦的活動情況，與此同時，男性志願者也接受了相同的試驗。在這一研究中，女性志願者的頭部帶有一個固定的裝置，從而避免其運動對結果造成干擾。

【7】男女大腦各不同，你也許並不了解你的伴侶

作為目前為止最大的腦功能成像研究，Amen Clinics通過使用SPECT（單光子發射計算體層攝影術）比較了來自9個診所的46034個大腦圖像研究，量化男女大腦間的差異。該研究發表在Alzheimer"s Disease.雜誌上。

該文章的首席作者Daniel G. Amen博士說：「這是非常重要的一項研究，該研究有助於理解男女間大腦的差異。男性和女性之間大腦的量化差異可以幫助我們更好的理解大腦性疾病，例如阿爾茲海默症。

女性大腦在學習方面的很多區域比男性大腦更活躍，特別是前額葉皮層，其中包括專註性和對衝動的控制，以及邊緣帶或者控制情感的大腦區域，包括情緒與焦慮。而大腦的視覺和協調中樞區域在男性中更為活躍。

【8】Science：你聽過大腦控制的假肢機器人嗎？益處vs風險

DOI：10.1126/science.aam7731

近日，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告指出，隨著大腦控制機器人進入到我們日常的生活中，目前我們需要採取行動制定指導方針來確保直接性的大腦—機器互作的有益性和安全性。當我們考慮到這個新興領域的倫理性時，責任、義務、隱私和安全性或許就是最關鍵的。

如果半自動的機器人沒有可靠的控制或覆蓋機制的話，如果你使用它來抱起嬰兒的話就會被認為是過失操作，但對於其它風險較小的活動而言或許是沒有問題的；研究者指出，任何半自動的系統都應當包括否決控制的形式來幫助克服直接性的大腦—機器互作所產生的固有弱點。

研究者John Donoghue教授認為，儘管我們仍然並不清楚大腦工作的機制，但如今我們向深度可靠地解析特定大腦信號又邁進了一步，我們並不應當自滿於這對社會意味著什麼，而是應當仔細考慮一下與我們一起生活的半智能大腦控制機器所帶來的後果是什麼，而且我們應當做怎樣的準備來確保其使用的安全性和倫理性。

【9】人類大腦非常複雜！竟然具有 11 維幾何空間

研究人員使用一種叫做「代數拓撲」的數學模型，確定軟體建立的虛擬大腦中的幾何結構位置。為了測試該模型，研究人員在真實大腦組織上進行了實驗。

據國外媒體報道，人類大腦是最複雜的結構之一，科學家仍需揭曉更多關於大腦的謎團。目前，最新一項研究顯示，人類大腦布滿一種多維結構，該結構可使大腦在 11 維空間正常運轉。同時，理解大腦多維結構將幫助我們揭開記憶是如何形成的。

這項研究使用複雜計算機模型理解大腦細胞如何自己組織起來，完成複雜的任務。瑞士「藍腦計劃」主管、神經系統科學家亨利·馬克拉姆（Henry Markram）說：「我們發現一個我們從未想過的世界，大腦中存在數千萬個幾何結構，它們可達到 7 維空間，甚至對於一些幾何結構，可以達到 11 維空間。」

當叫做神經元的大腦細胞組形成複雜幾何結構時，科學家稱它們為「團（clique）」。每一個神經元與鄰近神經元以特殊方式建立連接，從而形成具有複雜互連的幾何結構。越來越多的神經元加入「團」，從而使該幾何結構增添更多的維度。

【10】Nat Med：什麼？負責產熱並讓人保持溫暖的器官竟然是大腦？

DOI：10.1038/nm.4316

西奈山伊坎醫學院的一項新研究對身體調節熱量生產的方式提供重要的見解。產生熱量的過程被稱為產熱。目前，產熱正在作為人類糖尿病和肥胖治療的靶標進行深入研究。

儘管研究人員曾推測一類白細胞-巨噬細胞在產熱過程中發揮主要作用，但是新研究表明產熱的主要動力來源於交感神經系統，該系統主要是由大腦控制的。該研究發表於 Nature Medicine雜誌上。

由西奈山伊坎醫學院醫學（內分泌學，糖尿病和骨病）教授、該研究的資深作者Christoph Buettner領導的研究團隊主要集中研究荷爾蒙兒茶酚胺。該荷爾蒙主要是由交感神經系統釋放，以激活棕色脂肪組織。棕色脂肪組織是一種可以產熱和保暖的脂肪組織。兒茶酚胺也能將最熟悉的儲存油脂的白色脂肪組織轉換成與棕色脂肪相似的組織。研究人員也測試了巨噬細胞是否如近幾年研究提出的一樣可以替代交感神經系統成為兒茶酚胺來源。

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