重要的是，这种机制在进化上是保守的，因为它对小鼠和人类心肌细胞的影响非常相似。这一研究结果表明，研究斑马鱼的自然心脏再生过程并将这些发现应用于人类心肌细胞，可能有助于开发针对心血管疾病的新疗法。相关研究结果发表在2023年5月19日的Science期刊上，论文标题为“Interplay between calcium and sarcomeres directs cardiomyocyte maturation during regeneration”。

据估计，每年有1800万人死于心血管疾病。其中的许多死亡与心脏病发作有关。在这样的事件中，血凝块阻止了对心脏部分区域的营养物和氧气的供应。结果，心脏阻塞区域中的心肌细胞死亡，最终导致心力衰竭。尽管存在控制症状的治疗方法，但没有任何治疗方法能够用功能性的、成熟的心肌细胞取代失去的心脏组织从而治愈患者。

利用斑马鱼作为一种研究模型

与人类不同，诸如斑马鱼之类的一些物种可以再生它们的心脏。在受损后的90天内，它们完全恢复心脏功能。幸存的心肌细胞能够分裂并产生更多的心肌细胞。这一独特的功能为斑马鱼的心脏提供了新组织的来源，以取代失去的心肌细胞。以前的研究成功地确定了可以刺激心肌细胞分裂的因素。然而，新形成的心肌细胞之后会发生什么，以前还没有研究过。

论文第一作者Phong Nguyen解释说，“目前还不清楚这些细胞如何停止分裂并成熟到足以维持正常的心脏功能。我们感到困惑的是，在斑马鱼的心脏中，新形成的组织自然成熟并且毫无问题地融入现有的心脏组织。”

LRRC10驱动成熟

为了详细研究新形成的组织的成熟，这些作者开发了一种技术，将受伤的斑马鱼心脏的厚片在体外培养。这使他们能够对心肌细胞中钙离子的运动进行活细胞成像。钙离子进出心肌细胞的调节对于控制心脏收缩很重要，并能预测心肌细胞的成熟度。他们发现，心肌细胞分裂后，钙离子的运动随着时间的推移而发生改变。

Nguyen说，“新分裂的心肌细胞中的钙离子运动最初与胚胎心肌细胞非常相似，但随着时间的推移，心肌细胞呈现出成熟型的钙离子运动。我们发现作为一种帮助心肌细胞内钙离子运动的结构，心脏二联体（cardiac dyad），特别是其中的一个组成部分—LRRC10，在决定心肌细胞是分裂还是成熟的过程中起着至关重要的作用。缺乏LRRC10的心肌细胞继续分裂并保持不成熟。”

从斑马鱼到人类

在Nguyen和他的同事们确定了LRRC10在停止细胞分裂和启动斑马鱼心肌细胞成熟方面的重要性后，他们继续测试他们的发现是否可以转化到哺乳动物身上。为此，他们在小鼠和实验室培养的人类心肌细胞中诱导了LRRC10的表达。

图片来自Science, 2023, doi:10.1126/science.abo6718。

令人震惊的是，LRRC10改变了钙离子处理，减少了细胞分裂，并增加了这些细胞的成熟度，其方式与在斑马鱼心脏中观察到的情形类似。Nguyen说，“观察到从斑马鱼身上学到的经验是可以转化的，这令人激动，因为这为LRRC10在针对患者开发的新疗法中的使用提供了新的可能性。”

临床影响

这些研究结果表明，LRRC10有可能通过控制心肌细胞中的钙离子处理来进一步推动心肌细胞的成熟。这可能有助于那些试图通过将实验室培养的心肌细胞移植到受损心脏中来解决哺乳动物心脏缺乏再生能力的科学家们。虽然这种潜在的疗法很有希望，但是研究结果显示，这些实验室培养的心肌细胞仍然不成熟，不能与心脏的其他部分正常沟通，导致称为心律失常的异常心脏收缩。

Bakkers说“虽然需要更多的研究来精确确定这些实验室培养的心肌细胞在用LRRC10处理后的成熟程度，但成熟程度的增加可能会改善它们在移植后的整合。此外，目前的心脏疾病模型往往是基于实验室培养的不成熟的心肌细胞。在实验室发现的有希望的候选药物中，有90%未能进入临床，这些细胞的不成熟性可能是造成这种低成功率的一个因素。我们的结果表明，LRRC10也可能提高这些模型的相关性。”

因此，LRRC10可能对产生实验室培养的心肌细胞做出重要贡献，这些心肌细胞可以更准确地代表典型的成年人心脏，从而提高开发成功的心血管疾病新疗法的机会。

参考资料：

Phong D. Nguyen et al. Interplay between calcium and sarcomeres directs cardiomyocyte maturation during regeneration. Science, 2023, doi:10.1126/science.abo6718.

来自： 生物谷

在这篇论文中，这些作者通过测量大鼠大脑皮层和嗅球的场电位和单单元尖峰（single-unit spike），展示了他们的网状神经探针的潜力，而无需开颅手术，也不会损伤大脑或血管。

这项技术的独特之处在于使用了超柔韧的血管内探针，无需进行侵入性手术就能将该探针精确地送入微小血管。该探针可以进入其他方法难以安全到达的大脑区域，通过调整它们的机械性能，有选择地植入不同的大脑分支。

受基于导管的微创注射程序的启发，这些作者设计了基于聚合物的超柔韧微血管（micro-endovascular, MEV）探针，这些探针可以装入柔性微导管并从导管中进行注射。

通过微导管中的生理盐水流，MEV探针可以进入更深的血管。然后将微导管收回，将 MEV 探针留在原位。用于神经电子接口的传统颅内深度电极需要进行侵入性手术，并且在植入过程中可能会损坏神经网络。

在组织学测试中，这些探针表现出长期稳定性，免疫反应极小。这些探针不会变形或穿透血管壁，不会对血脑屏障造成损害，也不会明显减少血流量或导致神经功能障碍。

在麻醉大鼠的大脑皮层和嗅球中成功实现了体内电生理学记录。这些探针显示了分支选择性植入和操作，揭示了神经疾病模型的不同放电特性。实现了单单元活动记录，显示了跨血管壁的单细胞分辨率。

脑血管的范围从浅表皮层大血管到皮层内的微血管和毛细血管床。在大鼠大脑中，约有 5% 的血管直径大于 100 μm，研究中的 MEV 探针可以靶向这些血管。

通过进一步减小这些探针的尺寸和弯曲刚度，就可能靶向直径更小的血管。目前可用于人类和绵羊的血管内探针只能靶向直径超过 2.4 毫米的最大血管。

这些作者总结说，“这种平台技术作为一种研究工具可能能够扩展到许多神经系统疾病的检测和治疗，并可作为微创神经电子接口临床转化的基础。”

参考资料：

Anqi Zhang et al. Ultraflexible endovascular probes for brain recording through micrometer-scale vasculature. Science, 2023, doi:10.1126/science.adh3916.

Brian P. Timko. Neural implants without brain surgery. Science, 2023, doi:10.1126/science.adi9330.

来自： 生物谷

鱼肉不仅鲜美，也一直被认为是健康饮食的重要组成部分。除了提供丰富的蛋白质外，鱼类脂肪还能为人体提供关键的长链多不饱和脂肪酸，ω-3脂肪酸就是其中之一。

ω-3多不饱和脂肪酸包括α-亚麻酸、硬脂酸、二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳五烯酸、二十二碳六烯酸（DHA）。不过，人体自我合成ω-3多不饱和脂肪酸的效率很低，无法满足正常的生理需求。

因此，人体中的ω-3脂肪酸主要从饮食获得。长链ω-3脂肪酸如EPA和DHA，就大量存在于鱼脂、鱼肝和海洋哺乳动物的脂肪中。ω-3脂肪酸已经被广泛证明具有多种抗病功能，包括抗炎、预防代谢紊乱、维持健康脂肪组织的内稳态等。

经常食用含有ω-3脂肪酸的鱼类可以降低心血管疾病的死亡风险。例如，格陵兰因纽特人饮食中含有大量的脂肪和胆固醇，但他们的心血管疾病发病率却较低，原因之一便是他们摄入的脂肪中相当一部分来自鱼类。

一些基础和临床研究还表明，ω-3脂肪酸可以降低癌症风险。例如，因纽特人前列腺癌的发病率比非因纽特人低70-80%，这种获益被归因于因纽特人传统的海鲜饮食中富含ω-3脂肪酸。

目前，越来越多的证据指出，ω-3脂肪酸还与大脑认知功能和智力水平息息相关。作为ω-3脂肪酸家族中的一员，DHA是脑细胞膜磷脂的主要成分，特别是在大脑皮层、线粒体、突触小体和突触囊泡中的含量很高。

一方面，新生儿早期ω-3脂肪酸缺乏可能会导致精神分裂症、注意缺陷多动障碍等疾病风险升高；另一方面，ω-3脂肪酸的摄入也已被证明对老年人的认知健康有积极影响，可以让轻度阿尔茨海默病患者受益。

基础研究结果指出，ω-3脂肪酸会促进大脑发育。如果在孕期摄入的ω-3脂肪酸不足，胎儿的神经元迁移会延缓，神经发生、突触修剪、大脑葡萄糖摄取和代谢将出现延迟，谷氨酸和单胺突触功能受损，这些将影响后代的智力水平。

如果怀孕期间补充足够的ω-3脂肪酸，后代在词汇理解、接受性词汇、言语智商表现方面更加优秀，从婴儿到9岁期间的认知量表评分也更高。

ω-3脂肪酸与细胞表面受体结合后会激活下游的信号通路，发挥不同的生理功能。不过，ω-3脂肪酸家族成员众多，不同的成员其功能也不尽相同，激活的下游信号也有所区别。

GPR120是重要的ω-3脂肪酸受体。当它与不同的ω-3脂肪酸结合后，会分别激活不同的下游分子：Gq、Gs、Gi或β-arrestin。这些分子再分别通过钙离子、cAMP等第二信使来传递信号，最终发挥出不同的功能。

一个关键问题便是，GPR120如何精准识别这些大同小异的脂肪酸分子而不混淆。这一问题的解决对相关药物研发至关重要。

那么，为什么女性往往比男性活得更长久呢？

此前，研究表明，男性血细胞中的Y染色体丢失与疾病和死亡率有关，但尚未发现明确的因果关系。如今，在一项新的研究中，来自瑞典乌普萨拉大学等研究机构的研究人员发现白细胞中的Y染色体丢失会导致男性心脏纤维化的产生、心脏功能受损和死于心血管疾病。相关研究结果发表在2022年7月15日的Science期刊上，论文标题为“Hematopoietic loss of Y chromosome leads to cardiac fibrosis and heart failure mortality”。

男性平均寿命比女性少几年，这一差异与男性白细胞中Y染色体丢失有关。这种在生命中发生的遗传变化被称为镶嵌式Y染色体丢失（mosaic Loss Of Y, mLOY），约存在于20%的60岁男性和40%的70岁男性中。

此前的研究已表明，血液中存在mLOY的男性患年龄相关疾病，比如癌症和阿尔茨海默病的风险增加。这项新的研究确定，白细胞中存在mLOY的男性死于心血管疾病的风险也会增加，这是人类最常见的死亡原因。

然而，此前不清楚的是白细胞中存在mLOY是否对其他器官的疾病进展有直接影响。在这项新的研究中，研究人员使用基因编辑工具CRISPR来构建白细胞中存在mLOY的小鼠模型，并且基于此描述了一种新的因果关系。他们发现mLOY对小鼠的内脏器官造成了直接损害，而且带有mLOY的小鼠比没有mLOY的小鼠生存期更短。

论文共同通讯作者、乌普萨拉大学免疫学、遗传学与病理学系副教授Lars Forsberg表示，“在这项新研究使用的小鼠模型中，小鼠的Y染色体被清除，以模拟人类的mLOY状况，我们分析了这所产生的直接后果。对携带mLOY的小鼠的检查显示，心脏中瘢痕形成（也称为纤维化）增加。我们观察到mLOY导致心脏纤维化，从而导致心脏功能的下降。”

研究人员还通过人类流行病学研究证实了小鼠中存在的这一因果效应。在人类中，他们发现mLOY是男性心血管疾病死亡的一个新的重要风险因素。这些人类流行病学研究是利用英国生物样本库（UK Biobank）的数据进行的，英国生物样本库包含了研究开始时50万名年龄在40-70岁的正常老化个体的基因组和健康信息。在研究开始时血液中存在mLOY的男性在大约11年的随访期间，死于心力衰竭和其他类型的心血管疾病的风险增加了约30%。

Forsberg说，“我们还观察到，血液中存在mLOY的白细胞比例较高的男性，死于心血管疾病的风险更大。这一观察结果与小鼠模型的结果一致，表明mLOY对人类也有直接的生理影响。”

图片来自Essays in Biochemistry, 2018, doi:10.1042/EBC20170053。

该研究首次描述了血液中存在的mLOY导致其他器官疾病的机制，并进一步确定了一种可能的治疗方法。他们发现，小鼠心脏中某种类型的白细胞–所谓的心脏巨噬细胞–中存在的mLOY会刺激一种已知的信号通路，导致心脏纤维化加剧。当他们在小鼠中用一种TGF-β中和抗体阻断这一信号通路时，由mLOY引起的心脏的病理变化可以被逆转。

这些结果提示着靶向Y染色体缺失的影响可能有助于男性活得更长、更健康。他们指出，作为一种潜在的治疗方案，吡非尼酮（pirfenidone）已经被美国食品药品管理局（FDA）批准用于治疗一种称为特发性肺纤维化的肺部瘢痕。该药物也正在接受测试，用于治疗心力衰竭和慢性肾脏疾病，这两种疾病也存在组织瘢痕化。他们认为Y染色体缺失的男性可能对这种药物以及正在开发的其他类别的抗纤维化药物反应特别好，不过还需要更多的研究来确定这一点。

Forsberg补充说，“mLOY和心脏纤维化之间存在关联性非常令人关注，特别是考虑到针对心力衰竭、肺部纤维化和某些旨在抵消纤维化发作的癌症的新治疗策略。存在mLOY的男性可能是一个对这种治疗反应特别好的患者群体。”

参考资料：

1. Soichi Sano et al. Hematopoietic loss of Y chromosome leads to cardiac fibrosis and heart failure mortality. Science, 2022, doi:10.1126/science.abn3100.

2. Andreas Zeiher et al. Mosaic loss of Y chromosome during aging. Science, 2022, doi:10.1126/science.add0839.

3. Y chromosome loss causes heart failure and death from cardiovascular disease
https://phys.org/news/2022-07-chromosome-loss-heart-failure-death.html

4. Loss of male sex chromosome leads to earlier death for men
https://medicalxpress.com/news/2022-07-loss-male-sex-chromosome-earlier.html

5、https://www.who.int/data/gho/publications/world-health-statistics

来自： 生物谷

由于睡眠在所有哺乳动物中是相似的，因此很可能在人类大脑中触发了同样的机制。揭开这一机制可能导致人工方法来提高睡眠的效果，帮助治疗持续的压力障碍，如创伤后应激障碍（PTSD）。

我们经常认为压力使我们在晚上清醒，但某些类型的压力实际上似乎能诱发睡眠。如今，这些作者在这项新的研究中发现了这种情形如何在小鼠的大脑中发生。除了发现睡眠是如何被诱导的之外，他们还报告说，小鼠经历的睡眠似乎降低了它们第二天的焦虑水平。

我们和所有哺乳动物都会经历有两种主要的睡眠类型：快速眼动（rapid eye movement，简称REM，在这种睡眠中，我们往往会做梦）睡眠和非快速眼动（non-REM ，简称NREM，这种睡眠是更深的无梦睡眠）睡眠。患有PTSD的人经历较少的REM睡眠，这有助于解释REM睡眠帮助我们处理困难情绪和压力的理论。

Wisden说，“我们的研究结果为REM睡眠帮助我们应对压力的观点增加了砝码。然而，我们以前只知道减少REM睡眠的方式，比如一些抑制它的药物。如今，我们的研究揭示了诱导REM睡眠的机制，这为靶向正确的神经元和提高睡眠的减压能力的药物或其他干预措施铺平了道路。”

图片来自Journal of Applied Physiology: Respiratory, Environmental and Exercise Physiology, 2013, doi:10.1152/japplphysiol.00531.2013。

这些作者在小鼠身上造成了一种称为“社交失败（social defeat）”的社会心理压力，这被用作模拟人类欺凌。一些小鼠被暴露在特别具有攻击性的小鼠面前（没有身体伤害），之后他们注意到它们血液中的“战斗或逃跑”激素上升，表明存在压力。

随后当这些小鼠睡觉时，这些作者跟踪了它们的神经元（一类脑细胞）的活动。他们揭示了一组特定的神经元检测压力激素水平并作出反应，并在NREM和REM睡眠期间中都能诱发高睡眠水平。这些神经元的活动，以及NREM和REM睡眠的水平，在大约五个小时的睡眠中保持高位，在此期间，它们还向其他调节压力激素的神经元发送信号，阻止它们释放更多的压力激素。因此，这些新发现的神经元不仅能检测到压力并因此诱导睡眠，它们还能触发压力激素的降低。

一旦这些小鼠醒来，这些作者测试了它们的焦虑反应，以了解睡眠如何影响它们的压力行为。他们通过测量这些小鼠在光亮处待的时间，而不是寻找黑暗，因为它们在焦虑时往往会更多地待在黑暗之处。

这些作者将它们的反应与遭受压力的小鼠进行了比较，这些遭受压力的小鼠要么被剥夺了睡眠（用物体刺激），要么这些新发现的神经元受损，这意味着它们没有实现正常小鼠那样的恢复性睡眠。这些没有进入压力诱发的睡眠的小鼠在黑暗中待的时间更长，这表明它们更焦虑，它们的压力激素水平仍然很高。在发现这个新机制后，他们如今希望找到选择性地靶向这些神经元的方法，以通过睡眠提高它们的积极作用。

痴呆症的诊断会造成巨大的心理压力，这些作者希望，如果他们的研究能够导致一种提高睡眠效果的方法，这也将帮助人们应对新的诊断。患有痴呆症的人也会受到更多的情绪干扰，而提升REM睡眠也可能有助于减少这种困扰。

参考资料：

Xiao Yu et al. A specific circuit in the midbrain detects stress and induces restorative sleep. Science, 2022, doi:10.1126/science.abn0853.

来自： 生物谷

如今，在一项新的研究中，来自美国宾夕法尼亚州立大学、密歇根州立大学和东北伊利诺斯州大学等研究机构的研究人员报告了迄今为止对衰老和长寿的最全面的研究，包括从全世界 77 种爬行动物和两栖动物的 107 个种群中野外收集的数据。相关研究结果发表在 2022 年 6 月 24 日的Science 期刊上，论文标题为 “Diverse aging rates in ectothermic tetrapods provide insights for the evolution of aging and longevity”。

研究人员首次记录了海龟、鳄鱼和蝾螈具有特别低的衰老率，并且就其体型而言，具有更长的寿命。他们还发现，保护性表型，比如大多数海龟类的硬壳，有助于减缓衰老，在某些情况下甚至是 “可忽略的衰老”，或者说缺乏生物衰老。

论文共同通讯作者、宾夕法尼亚州立大学野生动物种群生态学副教授 David Miller 说，“有传闻说一些爬行动物和两栖动物衰老缓慢，寿命很长，但直到现在还没有人在野外的众多物种中大规模地研究这个问题。如果我们能了解是什么让一些动物衰老得更慢，我们就能更好地了解人类的衰老，我们也能为爬行动物和两栖动物的保护策略提供信息，因为其中的许多动物都受到威胁或濒临灭绝。”

在这项新的研究中，这些作者将能够调查生物进化的比较系统发育方法应用于捕获动物、标记它们、将它们释放回野外并进行观察所获得的标记 – 重捕数据。他们的目标是分析与温血动物相比，冷血动物在野外的衰老和寿命的变化，并探索以前与衰老有关的假设 — 包括体温调节方式和保护性身体特征的存在或缺失。

Miller 解释说，“体温调节模式假说” 表明冷血动物 — 因为它们需要外部温度来调节它们的体温，因此通常具有较低的代谢 — 比温血动物衰老得更慢，温血动物在身体内部产生自己的热量，具有较高的代谢。

Miller 说，“比如，人们倾向于认为小鼠衰老快是因为它们的代谢高，而乌龟衰老慢是因为它们的代谢低。”

然而，这些作者的发现显示冷血动物的衰老率和寿命范围有的远高于有的远低于相同体型的恒温动物的已知衰老率和寿命，这表明一种动物调节其温度的方式 — 不论是冷血动物还是温血动物 — 并不一定表明其衰老率或寿命。

Miller 说，“我们没有发现支持这样的观点，即较低的代谢率意味着冷血动物的衰老率较慢。这种关系只适用于龟类，这表明龟类在冷血动物中是独一无二的。”

保护性表型假说指出具有赋予保护性的物理或化学特征（比如盔甲、刺毛、壳或毒液）的动物具有较慢的衰老和较长的寿命。这些作者记录到，这些保护性特征确实使动物的衰老速度更慢，而且在存在物理保护的情况下，与没有保护性表型的动物相比，它们的寿命要长得多。

论文共同通讯作者、密歇根州立大学综合生物学教授 Anne Bronikowski 说，“可能是它们改变了形态，有了硬壳，提供了保护，并促成了它们生活史的进化，包括可忽略的衰老或缺乏群体学上的衰老以及特别长寿。”

论文第一作者、东北伊利诺斯州大学生物学助理教授 Beth Reinke 进一步解释说，“这些不同的保护机制可以降低动物的死亡率，因为它们没有被其他动物吃掉。因此，它们更有可能活得更久，这就施加了压力，让它们更慢地衰老。我们在海龟身上发现了对保护性表型假说的最大支持。这再次表明，海龟作为一个群体，是独一无二的。”

有趣的是，这些作者在每个冷血动物群体中至少观察到一个物种的衰老可以忽略不计，包括青蛙和蟾蜍、鳄鱼和海龟。

Reinke 说，“说它们根本不会变老听起来很夸张，但基本上，一旦它们过了繁殖期，它们死亡的可能性不会随年龄而改变。”

Miller 补充说，“可忽略不计的衰老意味着，如果一只动物在 10 岁时一年内死亡的机会是 1%，如果它在 100 岁时还活着，它死亡的机会仍然是 1%。相比之下，在美国的成年女性中，10 岁时一年内死亡的风险约为 2500 分之一，80 岁时为 24 分之一。当一个物种表现出可忽略不计的衰老时，衰老就不会发生。”

Reinke 指出，这项新的研究之所以可能，是因为来自世界各地研究各种物种的大量合作者的贡献。

她补充说，“能够把这些都做了多年的研究工作并研究各自物种的作者聚集在一起使我们有可能得到这些更可靠的衰老率和寿命的估计，这些估计是基于群体数据而是单个动物。”

Bronikowski 补充说，“了解不同动物的衰老比较情况可以揭示出灵活的特征，这些特征可能被证明是与人类衰老有关的生物医学研究有价值的目标。”

参考资料：

Beth A. Reinke et al. Diverse aging rates in ectothermic tetrapods provide insights for the evolution of aging and longevity. Science, 2022, doi:10.1126/science.abm0151.

来自：生物谷

我们的行动是由我们想要实现的目标所激发的。然而，人们对我们大脑中使我们能够做出正确的决定来实现我们的目标的机制知之甚少。在一项新的研究中，来自瑞士弗雷德里希 – 米歇尔生物医学研究所和巴塞尔大学的研究人员如今确定了当小鼠为获得奖励而采取某种行为时在小鼠大脑中发生的事件序列，以及当奖励不是预期的奖励时，它如何调整其行为。相关研究结果发表在 2022 年 1 月 7 日的 Science 期刊上，论文标题为 “A neuronal mechanism for motivational control of behavior”。论文通讯作者为弗雷德里希 – 米歇尔生物医学研究所的 Andreas Lüthi 博士。

想象一下，你每天去一家面包店只是为了买一种特定的面包。然后你发现，你最喜欢的面包将不再在那里出售。你就会停止去那家面包店。这就是所谓的目标导向行为（goal-directed behavior），而杏仁核 — 大脑中杏仁状的情绪处理中心 — 已知参与了控制这一过程。

非线索目标导向行为的神经元机制。图片来自 Science, 2022, doi:10.1126/science.abg7277。

到目前为止，杏仁核在线索导向行为（cue-directed behavior）中的作用已经小鼠身上进行了调查。线索导向行为指的是当视觉或听觉线索（如声音）是某种事情将要发生的信号（如小鼠将收到一些糖）时让小鼠以某种方式行事（如它将去笼子里收到糖的地方）。然而，杏仁核如何参与目标导向行为 — 当小鼠在没有提示的情况下按照自己的节奏做某事以实现目标 — 一直不清楚。

在这项新的研究中，Lüthi 团队的博士后研究员 Julien Courtin 对小鼠进行了目标导向任务的训练。在几天的时间里，这些小鼠了解到当它们推动一个杠杆时，它们会得到一滴蔗糖，而当它们推动另一个杠杆时，它们会得到一滴牛奶。一旦它们成为执行这些任务的专家，Courtin 调整了实验设置：他在不让它们按下杠杆的情况下给它们奖励；或者让它们按下杠杆，但没有奖励；或者他允许它们选择其中一种奖励来吃。在这些小鼠所做的所有这些不同的动作中，Courtin 记录了它们的杏仁核中的大脑活动，并与 Lüthi 实验室的计算神经科学家 Yael Bitterman 一起，开发了新的分析方法来破译背后的神经元密码。

预测机器

Courtin 和 Bitterman 确定了杏仁核中参与这种目标导向行为各个方面的不同的神经元群体。比如，他们发现，当小鼠按下杠杆 1 以期待奖励 1 时，某一组神经元是活跃的。但是一旦杠杆 1 不再与这种奖励相关联，这组神经元就失去了活性。Courtin 说，“这群神经元不活跃不是因为小鼠按了杠杆，而是因为杠杆与奖励的期望有关。当小鼠学会不再期待奖励时，这个神经元群体就不再活跃了。”

最值得注意的是，这些研究结果表明，不仅奖励的类型、它的大小和它发生的可能性而且它的价值 — 一个灵活的参数，取决于许多因素（例如，小鼠有多饿）— 都在杏仁核中得到体现。杏仁核将所有这些信息传递给其他大脑区域，然后这些区域利用这些信息做出适当的决定，并根据可能的奖励来调整行为。

Lüthi 解释说，“仅仅通过观察杏仁核，Courtin 和 Bitterman 就能够获得小鼠所期望的奖励的详细图景，以及它需要做什么来获得奖励。杏仁核进行预测 — 如果这样做，就会得到那个，而且它正在根据变化来调整这些预测。没有其他大脑结构能够如此精确地预测将要发生的事情。”

对人类的影响

这些发现很容易与人类行为相关。每天，我们在执行数百个动作时，心中都有一定的期望。如果预期没有得到满足，我们就会调整我们的行为 — 我们以不同的方式做一些事情，或者我们更少或更频繁地做这些事情。这项研究在小鼠身上强调的杏仁核中的神经元机制也是我们这些行为的基础。

能够根据预测来调整我们的行为对我们人类来说是至关重要的，但有时这些过程会受到负面影响，例如在成瘾、抑郁症、强迫症（OCD）或帕金森病中。Courtin 说，“在这样的情况下，我们所阐明的大脑中的行为序列可能无法受到正常调节。这可能成为开展临床研究的一个途径，所面临的挑战在于当一个过程在如此短的时间内发生时，我们如何能够干预这个在大脑中出错的过程？”

参考资料：

Julien Courtin et al. A neuronal mechanism for motivational control of behavior. Science, 2022, doi:10.1126/science.abg7277.

儿童多系统炎症综合征（Multisystem Inflammatory Syndrome in Children, MIS-C）是一种罕见但可能威胁生命的疾病。这种疾病通常在新冠病毒感染大约四周后发生，引起比如发烧、呕吐和心肌炎等症状，可导致住院治疗。根据美国疾病控制与预防中心（CDC）的最新数字，各州已经报告了大约9000例MIS-C病例，有71例死亡。

一项新的研究首次揭示了一些感染了新冠病毒的儿童会患上MIS-C的潜在遗传原因。相关研究结果于2022年12月20日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Inborn errors of OAS–RNase L in SARS-CoV-2–related multisystem inflammatory syndrome in children”。

2021，疫情仍在全球蔓延，但今年也是科学丰收的一年，有大量关于生物学和医学、人类史前史和物理世界的发现。那么，最值得关注的 十大科学突破都有哪些？Science紧随Nature，也公布了他们的年度榜单。

自 量子位

今年的评选有近7000人参与了网络问卷，和以前的调查一样，受访者指出他们认为的最佳雇主，并且逐项给出评分。

本次调查94%的受访者在生物技术、生物制药或制药公司工作，83%的在30岁以上，硕士或博士学位的占64%，从受访者地域分布来看，北美占65%，欧洲25%，亚太地区7%。

下图是前十名公司从三个维度进行的比较，竖坐标代表尊重员工程度，横坐标代表行业创新领导地位，气泡大小代表企业文化、价值观。

来自：医药代表

近日，Science公布了2014年生命科学行业最佳雇主榜单。榜单前10名中：生物技术公司Regeneron连续3年荣登榜首；基因泰克（Genentech）、福泰（Vertex）、礼来（Eli Lilly）、艾伯维（AbbVie）、百健艾迪（Biogen Idec）继续位列TOP 10，排名小有变化；与2013年相比，2014年榜单中，有4家公司成功挤进前10：诺和诺德（Novo Nordisk）从第11升至第2，孟山都（Monsanto）从第14升至第6，罗氏（Roche）从第16升至第8，先正达（Syngenta）从第13升至第9。

TOP20榜单后10名包括：诺华（Novartis）、勃林格殷格翰（BI）、Actelion、新基（Celgene）、拜耳（Bayer）、杜邦（DuPont）、安进（Amgen）、强生（JNJ）、德国默克/默克雪兰诺（Merck KGaA）。

TOP 10榜单企业3大特性统计：

x轴：行业创新领导地位；y轴：对待员工尊重度；气泡宽度：员工忠诚度；