追问daily | 传统注意力模型受到挑战；Claude 3 Opus超越GPT4登顶Chatbot Arena
█脑科学动态
大脑如何应对信息洪流？对传统注意力模型的反驳
大脑能量代谢失调是神经精神障碍共有特征
xCT蛋白，抑制胰腺癌生长和限制情绪障碍的关键
MEIS2蛋白质如何引导神经细胞前体转变为专门的神经元？
刺激视神经再生的蛋白质，或帮助青光眼治疗
█? AI行业动态
Claude 3 Opus在Chatbot Arena排行榜上夺冠
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█? AI研发动态
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脑科学动态
大脑如何应对信息洪流？对传统注意力模型的反驳
巴黎大脑研究所的研究揭示了人们如何在信息泛滥的世界中，被外界事物不自觉地吸引注意力的神经机制。研究人员招募28名接受深部电极预手术评估的药物难治性癫痫患者，利用电极覆盖大脑约1400个接触区域，获取了大脑在注意力测试中的详细神经活动视图。
通过这种方法，研究团队不仅能够追踪大脑如何构建空间注意力，还发展了一种无监督学习方法，通过算法对电极活动相似的分组，揭示了研究区域的全局动态。研究发现，外源性注意力（使我们不由自主地被环境中的特定元素吸引的注意力）是在大脑皮层从后向前逐渐建立起来的，通过三个前顶叶网络实现。这些神经网络使我们能够有效地探索空间，忽略熟悉的物体，偏好新的或意外的视觉刺激。
这一发现挑战了多步骤的注意力模型，即大脑不是逐步检查吸引注意的事物，然后决定是否需要进一步关注，而是通过前顶叶网络连续快速处理同一位置发生的不同事件的刺激，推动外源性注意力现象，例如返回抑制（注意力被某个地方的新刺激吸引后，如果再次出现刺激，你对它的反应会变慢。尽管那里可能有动作发生，你的大脑已经“标记”了这个区域，认为它不再是首要关注的对象）。研究结果发表在Nature Communications上。
#外源性注意力 #大脑皮层 #视觉处理 #神经活动 #返回抑制
阅读论文：
Seidel Malkinson, T., Bayle, D. J., Kaufmann, B. C., Liu, J., Bourgeois, A., Lehongre, K., Fernandez-Vidal, S., Navarro, V., Lambrecq, V., Adam, C., Margulies, D. S., Sitt, J. D., & Bartolomeo, P. (2024). Intracortical recordings reveal vision-to-action cortical gradients driving human exogenous attention. Nature Communications, 15(1), 2586. https://doi.org/10.1038/s41467-024-46013-4
大脑能量代谢失调是神经精神障碍共有特征
在全球范围内的一项跨学科研究中，来自七个国家105个实验室的131名研究者通过对2294只动物进行的系统分析，此项研究涵盖了智力障碍、自闭症谱系障碍、精神分裂症、双相情感障碍、抑郁症以及阿尔茨海默病等多种疾病模型，揭示了在不同疾病模型中，大脑pH值降低和乳酸水平升高的普遍性。特别是，通过大规模的行为测试，研究发现较高的大脑乳酸水平与较差的工作记忆表现之间有着密切的联系，这一联系在独立的动物模型队列中得到了验证。
这些发现进一步证实了大脑能量代谢的变化，尤其是在神经激活期间，乳酸作为糖酵解的最终产物，其水平的增加可能成为神经精神障碍中代谢变化的潜在标志。研究结果发表在eLife杂志上。
#大脑乳酸水平 #神经精神障碍 #认知功能障碍 #糖酵解 #跨诊断性内表型
阅读论文：
Hagihara, H., Shoji, H., Hattori, S., Sala, G., Takamiya, Y., Tanaka, M., Ihara, M., Shibutani, M., Hatada, I., Hori, K., Hoshino, M., Nakao, A., Mori, Y., Okabe, S., Matsushita, M., Urbach, A., Katayama, Y., Matsumoto, A., Nakayama, K. I., … Miyakawa, T. (2024). Large-scale animal model study uncovers altered brain pH and lactate levels as a transdiagnostic endophenotype of neuropsychiatric disorders involving cognitive impairment. eLife, 12, RP89376. https://doi.org/10.7554/eLife.89376
xCT蛋白，抑制胰腺癌生长和限制情绪障碍的关键
布鲁塞尔自由大学的科学家们在胰腺癌研究中发现，xCT蛋白（Slc7a11）不仅是脑部和免疫细胞上的一种特定亚单位，还能调节行为和炎症反应。xCT蛋白作为半胱氨酸/谷氨酸反向转运系统的一部分，在多种癌症中被肿瘤细胞上调以支持其生长和扩散，包括胰腺导管腺癌（PDAC）。
研究团队探索了在胰腺肿瘤细胞（Panc02）和/或宿主（xCT-/-小鼠）中删除xCT的影响。研究发现，在肿瘤细胞中删除xCT能显著减缓肿瘤生长。而仅在宿主中针对xCT的目标治疗虽然只部分减轻了肿瘤负担，但确实减轻了与肿瘤相关的全身性炎症，并阻止了免疫抑制性调节性T细胞的增加，这一效果通过特异性删除免疫细胞中的xCT也能复制得到。当小鼠被移植了删除了xCT的肿瘤细胞时，下丘脑炎症减少，相应地，食物摄入改善，此外小鼠表现出减少的海马神经炎症趋势，以及较少的焦虑和抑郁症状。研究结果发表在Brain, Behavior, and Immunity上。
#癌症治疗 #xCT蛋白 #胰腺癌 #炎症反应 #情绪改善
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Lara, O., Janssen, P., Mambretti, M., De Pauw, L., Ates, G., Mackens, L., De Munck, J., Walckiers, J., Pan, Z., Beckers, P., Espinet, E., Sato, H., De Ridder, M., Marks, D. L., Barbé, K., Aerts, J. L., Hermans, E., Rooman, I., & Massie, A. (2024). Compartmentalized role of xCT in supporting pancreatic tumor growth, inflammation and mood disturbance in micexCT . Brain, Behavior, and Immunity, 118, 275–286. https://doi.org/10.1016/j.bbi.2024.03.001
MEIS2蛋白质如何引导神经细胞前体转变为专门的神经元？
马克斯·普朗克生物智能研究所的Christian Mayer及其团队使用了一系列创新方法，包括活体内的CRISPR干预、谱系追踪和ChIP测序分析，深入探索了在小鼠胚胎发育过程中MEIS2转录因子如何通过结合投射神经元特异性基因中的增强子区域，倾向于促进投射神经元的发展。
研究发现，MEIS2的功能活性需要家族转录因子DLX5的存在，二者共同指导MEIS2向适当的结合位点发挥作用。在抑制性神经元的前体细胞中，转录因子LHX6抑制了MEIS2-DLX5依赖的投射神经元特异性增强子的激活。Meis2的突变会导致调控增强子激活减少，影响GABA能分化。
研究表明，MEIS2蛋白质是激活形成抑制性投射神经元所必需的基因的关键。这类神经元对于运动控制和决策制定至关重要。值得注意的是，已知MEIS2突变会导致患者出现严重智力障碍，影响这些过程。研究发表在Nature Neuroscience上。
#大脑发育 #MEIS2蛋白质 #神经元 #基因变异 #神经发育障碍
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刺激视神经再生的蛋白质，或帮助青光眼治疗
根据疾病控制中心（CDC）的数据，仅在美国，就有超过300万人因视神经损伤而视力受损，其中最常见的原因是青光眼。青光眼会影响眼内液体的流动，最终损害连接视网膜与大脑的视神经，而这些神经细胞一旦受损就无法再生，导致永久性视力丧失。康涅狄格大学医学院神经科学研究团队发现了一种之前被认为不重要的蛋白质——核因子红细胞3（Nfe3），它能够刺激视网膜起源神经细胞的再生。
研究发现，利用基因疗法刺激成年小鼠产生Nfe3蛋白后，受损的视神经纤维开始再生，这种再生的效果与之前已知的最佳再生因子相当。不同的是，Nfe3没有引起炎症或增加肿瘤风险等副作用。接下来，研究人员将观察这些再生的神经细胞是否能够最终重新连接到大脑，这是恢复视力的必要步骤。如果成功，Nfe3不仅能成为治疗视神经损伤的潜在疗法，也可能对治疗瘫痪和大脑及脊髓其他形式的神经损伤有用。研究结果发表在Experimental Neurology上。
#视神经再生 #Nfe3蛋白 #青光眼治疗 #基因疗法 #神经细胞再生
阅读论文：
Lukomska, A., Frost, M. P., Theune, W. C., Xing, J., Gupta, M., & Trakhtenberg, E. F. (2024). Nfe2l3 promotes neuroprotection and long-distance axon regeneration after injury in vivoNfe2l3. Experimental Neurology, 375, 114741. https://doi.org/10.1016/j.expneurol.2024.114741
AI 行业动态
Claude 3 Opus在Chatbot Arena排行榜上夺冠
在最新的Chatbot Arena聊天机器人对战排行榜中，Claude 3 Opus成功超越GPT-4成为新的领跑者。除了Opus夺冠外，大杯的Claude 3 Sonnet位列第四，而最小的Claude 3 Haiku在用户偏好中也达到了GPT-4的水平。
Chatbot Arena的排名完全基于真实用户的使用体验，其打分机制公正且透明。通过超过40万人的投票，表明Claude 3在实际应用中获得了用户的广泛认可。
#Claude3Opus #GPT-4 #ChatbotArena #AI竞争 #技术进步
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