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神经科学不仅是发展最快的科学领域之一，也是最多元化的领域之一。2023年，神经科学在众多学科领域取得了令人瞩目的进展。以下是一些突破性进展的亮点，这些进展有望重塑我们对人脑以及我们用大脑与之互动的世界的理解。.
传统观点认为，大脑的电活动是神经元通过信号传递产生的下游现象。然而，约翰·霍普金斯大学和麻省理工学院的神经科学家在一篇新论文中提出了一种理论，认为这些电信号实际上可以重塑大脑，直至亚细胞层面。.
该理论被称为“细胞电耦合”，它提出大脑中由神经网络活动产生的电场可以影响神经元亚细胞成分的物理结构，从而优化网络稳定性和效率。.
这项研究建立在早期研究的基础上，这些研究表明神经网络中的节律性电活动或“脑电波”以及分子水平上的电场的影响如何协调和调节大脑的功能。.
这种在微管和分子水平上由电刺激引起的神经可塑性，为理解人类认知为何如此具有惊人的灵活性提供了另一条途径。.
实现这一目标的机制包括电扩散、机械转导以及电能、势能和化学能之间的交换。.
正如首席研究员总结的那样，“𝘼𝙨 𝙩𝙝𝙚 𝙗𝙧𝙖𝙞𝙣 𝙖𝙙𝙖𝙥𝙩𝙨 𝙩𝙤 𝙖 𝙘𝙝𝙖𝙣𝙜𝙞𝙣𝙜 𝙬𝙤𝙧𝙡𝙙, 𝙞𝙩𝙨 𝙥𝙧𝙤𝙩𝙚𝙞𝙣𝙨 𝙖𝙣𝙙 𝙢𝙤𝙡𝙚𝙘𝙪𝙡𝙚𝙨 𝙘𝙝𝙖𝙣𝙜𝙚 𝙩𝙤𝙤. 𝙏𝙝𝙚𝙮 𝙘𝙖𝙣 𝙝𝙖𝙫𝙚 𝙚𝙡𝙚𝙘𝙩𝙧𝙞𝙘 𝙘𝙝𝙖𝙧𝙜𝙚𝙨 𝙖𝙣𝙙 𝙣𝙚𝙚𝙙 𝙩𝙤 𝙘𝙖𝙩𝙘𝙝 𝙪𝙥 𝙬𝙞𝙩𝙝 𝙣𝙚𝙪𝙧𝙤𝙣𝙨 𝙩𝙝𝙖𝙩 𝙥𝙧𝙤𝙘𝙚𝙨𝙨, 𝙨𝙩𝙤𝙧𝙚, 𝙖𝙣𝙙 𝙩𝙧𝙖𝙣𝙨𝙢𝙞𝙩 𝙞𝙣𝙛𝙤𝙧𝙢𝙖𝙩𝙞𝙤𝙣 𝙪𝙨𝙞𝙣𝙜 𝙚𝙡𝙚𝙘𝙩𝙧𝙞𝙘 𝙨𝙞𝙜𝙣𝙖𝙡𝙨. 𝙄𝙣𝙩𝙚𝙧𝙖𝙘𝙩𝙞𝙣𝙜 𝙬𝙞𝙩𝙝 𝙩𝙝𝙚 𝙣𝙚𝙪𝙧𝙤𝙣𝙨' 𝙚𝙡𝙚𝙘𝙩𝙧𝙞𝙘 𝙛𝙞𝙚𝙡𝙙𝙨 𝙨𝙚𝙚𝙢𝙨 𝙣𝙚𝙘𝙚𝙨𝙨𝙖𝙧𝙮.”
今年早些时候，人们发现量子纠缠与更高层次的认知有关，而这些超越神经元层面的新范式似乎是推动神经科学迈向更高层次的关键。.
𝗖𝘆𝘁𝗼𝗲𝗹𝗲𝗰𝘁𝗿𝗶𝗰 𝗰𝗼𝘂𝗽𝗹𝗶𝗻𝗴: 𝗘𝗹𝗲𝗰𝘁𝗿𝗶𝗰 𝗳𝗶𝗲𝗹𝗱𝘀 𝘀𝗰𝘂𝗹𝗽𝘁 𝗻𝗲𝘂𝗿𝗮𝗹 𝗮𝗰𝘁𝗶𝘃𝗶𝘁𝘆 𝗮𝗻𝗱 “𝘁𝘂𝗻𝗲” 𝘁𝗵𝗲 𝗯𝗿𝗮𝗶𝗻'𝘀 𝗶𝗻𝗳𝗿𝗮𝘀𝘁𝗿𝘂𝗰𝘁𝘂𝗿𝗲
发表在《自然纳米技术》上的一篇论文提出了一种新的健康治疗范式，即通过操纵脑细胞中的量子生物隧穿来治疗胶质母细胞瘤。.
研究人员基于先前的证据开发了这项技术，这些证据表明量子力学事件在维持生物体正常功能的特定生物过程中起着至关重要的作用。该方法包括将喷涂在手术治疗部位的金双极纳米电极（称为生物纳米天线）输送到手术部位。.
然后施加一个精确的电场，专门针对并刺激单个肿瘤细胞的电场。这会导致单个电子通过操纵电子隧穿效应而转移，从而改变细胞的蛋白质状态——这种现象被称为量子生物电子转移（QBET）。.
这反过来会向癌细胞发出信号，激活程序性细胞死亡（凋亡）。正常脑细胞对电刺激不敏感，而肿瘤细胞则格外敏感（研究人员推测这是由于其基因通路表达改变所致）。.
实际上，这是一种无线电子-分子通信工具，能够促进癌细胞的杀伤。与传统手术相比，这种方法创伤极小，尤其适用于肿瘤细胞过度增殖并混杂于健康细胞中而无法进行手术的情况。.
研究人员提出，通过改变刺激的电频率和电压，可以针对不同类型的癌细胞进行靶向治疗。.
虽然利用生物纳米天线进行电刺激的输送方法可能存在一些局限性，但这项研究似乎是首次展示了利用量子层面细胞生物学变化的量子医学疗法。.
尽管现在下结论可能还为时尚早，但研究作者弗兰基·罗森总结了这些发现的更广泛意义。.
“𝑨𝒔 𝒕𝒉𝒆 𝒇𝒊𝒓𝒔𝒕-𝒆𝒗𝒆𝒓 𝒑𝒐𝒔𝒔𝒊𝒃𝒍𝒆 𝒄𝒂𝒏𝒄𝒆𝒓 𝒕𝒓𝒆𝒂𝒕𝒎𝒆𝒏𝒕 𝒕𝒐 𝒉𝒂𝒓𝒏𝒆𝒔𝒔 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒖𝒎 𝒎𝒆𝒄𝒉𝒂𝒏𝒊𝒄𝒂𝒍 𝒆𝒇𝒇𝒆𝒄𝒕𝒔, 𝒕𝒉𝒊𝒔 𝒎𝒂𝒚 𝒓𝒆𝒑𝒓𝒆𝒔𝒆𝒏𝒕 𝒕𝒉𝒆 𝒘𝒐𝒓𝒍𝒅'𝒔 𝒇𝒊𝒓𝒔𝒕 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒖𝒎 𝒕𝒉𝒆𝒓𝒂𝒑𝒚, 𝒖𝒔𝒉𝒆𝒓𝒊𝒏𝒈 𝒊𝒏 𝒂 𝒏𝒆𝒘 𝒆𝒓𝒂 𝒐𝒇 𝒕𝒓𝒆𝒂𝒕𝒎𝒆𝒏𝒕 𝒑𝒂𝒓𝒂𝒅𝒊𝒈𝒎𝒔”
𝗪𝗶𝗿𝗲𝗹𝗲𝘀𝘀 𝗲𝗹𝗲𝗰𝘁𝗿𝗶𝗰𝗮𝗹–𝗺𝗼𝗹𝗲𝗰𝘂𝗹𝗮𝗿 𝗾𝘂𝗮𝗻𝘁𝘂𝗺 𝘀𝗶𝗴𝗻𝗮𝗹𝗹𝗶𝗻𝗴 𝗳𝗼𝗿 𝗰𝗮𝗻𝗰𝗲𝗿 𝗰𝗲𝗹𝗹 𝗮𝗽𝗼𝗽𝘁𝗼𝘀𝗶𝘀
一项探索通过嗅觉进行认知刺激的潜在益处的新研究揭示了令人鼓舞的发现，即在睡眠中也能为老年人的大脑功能带来益处！
本研究的主要目的是探讨嗅觉刺激是否能对健康老年人的认知功能产生积极影响。研究人员假设，嗅觉能够独特地激活大脑中与记忆相关的区域，从而使特定的记忆回路恢复正常，进而可能提升认知能力。.
尽管每晚的实验中参与者接触的气味种类有限，但这项研究仍然取得了令人信服的结果。接受强化训练的参与者在雷氏听觉词语学习测试（Rey Auditory Verbal Learning Test）中的表现比对照组提高了226%，该测试用于评估语言学习和记忆能力。.
更具体地说，DTI fRMI 扫描前后发现大脑的结构变化，包括钩束区域的积极变化，而钩束区域通常会在衰老和神经退行性疾病中恶化。.
该研究还发现，60-72 岁接受嗅觉刺激的参与者比年龄更大的参与者认知能力得到了更显著的提升，这表明积极主动地获得衰老带来的益处可能是最好的方法。.
关键在于，通过利用被动感官刺激，或许可以安全便捷地改善老年人群的大脑健康和认知功能。.
深部脑刺激疗法展现出巨大的治疗潜力，但其面临的主要障碍包括植入电极的侵入性以及对刺激神经元的精确性不足。发表在《细胞报告》上的一项重大突破性研究，即超柔性刺激纳米电子线（StimNETs）的工程设计。.
这种新型电极比传统植入式电极小一个数量级，因此精度更高。该论文通过大鼠实验和第一阶段人体试验，证实了StimNETs具有多项关键优势。.
• 超柔性电极，可进行精确的慢性刺激
• 在超低电流下实现空间选择性神经激活
• 超过 8 个月的稳定行为可检测性
• 组织-电极界面完整，无神经元退行性变
具体来说，StimNETs 并非激活大群神经元，而是可以选择性地刺激单个神经元。这有点像在拥挤的房间里需要向某人传递信息，而可以通过电话而不是扬声器来实现。.
除了展现出使深部脑刺激技术得以实际应用的巨大潜力外，这项神经技术的选择性精确性还将使研究人员能够更准确地了解哪些类型的电刺激对特定的神经系统疾病有帮助。.
在2023年一项相关的神经科学突破中，深部脑刺激首次展现出缓解阿尔茨海默病症状的良好效果。为了达到最佳疗效，电极的精准定位至关重要，但对于不同的脑部疾病，很难准确确定应该刺激大脑的哪些区域。.
哈佛医学院的研究人员专门分析大脑的高分辨率磁共振图像，他们将这种方法与计算机模型相结合，成功确定了刺激的最佳精确位置。这个位于交叉记忆区域之间的精确“最佳点”使参与者的症状显著减轻。.
在 DBS 获准用于治疗之前，还需要进行进一步的临床研究，但该研究中公开的数据现在使研究人员能够在对阿尔茨海默病患者进行 DBS 试验的神经外科研究中精确地放置电极。.
中国一支军事医学科学家团队报告称，他们成功利用 CRISPR/Cas9 技术将缓步动物的基因插入人类胚胎干细胞，显著提高了人类胚胎干细胞对辐射的抵抗力。.
水熊虫（又名缓步动物）体长不足1毫米，是地球上最顽强的生物。经过多年的科学实验，它已在太空、零下200摄氏度的严寒中存活下来，并在沸水中浸泡超过一小时。.
研究人员报告称，近90%的人类胚胎细胞在致命剂量的X射线辐射下存活了下来。考虑到如此大的基因差异通常只会导致有害突变，这一结果非常令人惊讶，并可能展现了CRISPR技术超越传统基因实验的强大能力。.
尽管利用人工干细胞进行这项技术在技术上合法，但这项研究也极具争议——其长期目标是研发能够抵御核辐射的超强战士。该团队未来的研究项目之一是将缓步动物移植的细胞转化为造血细胞，以便将其植入骨髓，从而生成新的抗辐射细胞。.
另一方面，缓步动物的基因也可能给人类带来其他好处，例如在细胞 DNA 中发挥保护作用，抵抗氧化应激，而氧化应激是许多疾病发展的核心，包括癌症、衰老、糖尿病、炎症和帕金森病。.
大阪大学的一个研究团队开发出一种突破性技术，利用人工智能（AI）生成细胞和组织的超高分辨率图像。该团队使用稳定扩散技术分析了受试者在核磁共振成像仪中接受扫描时获得的脑部图像，扫描图像数量高达1万张。.
这种名为“Deep-Z”的新方法利用深度学习算法从低分辨率图像中提取详细信息，从而能够创建具有更精确细节的高分辨率图像。.
这项突破性技术对生物医学研究具有重大意义，因为它使科学家能够以前所未有的精细程度研究细胞和组织。研究团队在多种类型的细胞和组织上测试了该方法，包括脑组织、视网膜组织和肺组织，并取得了优于现有技术的结果。.
Deep-Z成像技术最令人兴奋之处在于其在医学诊断和治疗方面的应用潜力。通过生成细胞和组织的高分辨率图像，医生有望识别早期疾病并制定更有针对性的治疗方案。.
该框架还可以与 MRI 以外的脑部扫描设备（如 EEG）或超侵入性技术（如埃隆·马斯克的 Neuralink。
总体而言，Deep-Z 技术是生物医学成像领域的一项重大进步，并有可能彻底改变医学研究和治疗。.
今年，一个由生物学家和计算机科学家组成的团队利用青蛙细胞开发出一种尺寸小于1毫米的自愈生物机器。这些机器被命名为“异种机器人”（Xenobots），其灵感来源于体型微小的非洲爪蟾，这种青蛙小到足以在人体内活动。.
这项技术包括从蛙胚胎中刮取并培养活干细胞，然后通过人工智能将其重塑成特定的身体形态。细胞分化最终形成纤毛，纤毛是一种细长的突起，可以像腿一样发挥作用，为蛙类提供一种全新的运动方式。.
虽然目前还处于早期阶段，但异种机器人是世界上首个既是活体又是可编程的机器人。最近的进展还包括能够复制它们，从而使该技术更具可扩展性。.
Xenobots 的一些预期应用包括高度特异性和精确的药物输送、治疗局部疾病（如切除癌性肿瘤），甚至是一种可扩展的方法来清理世界海洋中的塑料和合成颗粒。.
想要更深入了解，可以观看 Sam Kriegman 的视频讲解，他是一名博士后研究员，致力于开发人工智能软件来指导异种机器人的行为。.
近年来，科学界对迷幻剂的治疗潜力越来越感兴趣。其中，MDMA（3,4-亚甲二氧基甲基苯丙胺），俗称摇头丸，已成为治疗创伤后应激障碍（PTSD）的一种很有前景的候选药物。在《自然医学》杂志发表的一项突破性临床研究中，研究人员公布了令人信服的证据，表明MDMA辅助心理疗法可能彻底改变PTSD的治疗格局。.
三期临床试验中，对难治性创伤后应激障碍（PTSD）患者进行了数月的传统心理治疗，并辅以中等剂量的MDMA。MDMA使心理治疗的疗效提高了一倍以上，大多数患者的症状完全消失，并且在研究的随访中，他们的健康状况持续改善。.
总体结果表明，MDMA 引起的认知功能改变极大地增强了心理治疗的效果，无论是在疗效还是持久的积极效果方面。.
MDMA辅助治疗重度PTSD：一项随机、双盲、安慰剂对照的3期研究
心理物理学是神经科学的一个分支，致力于理解人脑如何处理感官现实。2023年两项最重大、最令人惊讶的发现都是通过虚拟现实（VR）实验实现的。.
第一项研究发现了一种名为“幻觉触觉”的全新体验现象。该研究在虚拟现实（VR）环境中使用简单的虚拟化身，让参与者用虚拟棍棒触摸虚拟化身的不同部位。实验中，参与者的身体实际上并未受到任何触碰，但几乎所有人都报告说，触摸虚拟化身的位置与他们实际触摸的位置相符，并产生了强烈的触觉感受。这种效果非常强烈，以至于一些参与者认为研究人员试图欺骗他们，实际上使用了某种真实的触觉刺激。.
最引人注目的是，即使受试者在虚拟现实中实际上看不到虚拟化身的肢体，当他们触摸这些肢体时，仍然会产生感觉。这表明，人体的表征是自上而下定义的，并且超越了可用的感官信息。.
幻触错觉，是一种在没有触觉刺激的情况下，触觉门控产生的意想不到的现象学效应
瑞典心理物理学家进行的第二项研究开展了虚拟现实实验，结果表明，即使只有极少的感官线索，我们的思维也能控制另一个身体。.
研究人员利用虚拟现实技术，将受试者的视觉视角切换为来自另一个人或一个虚拟身体的视角。这一过程与相关的多感官线索同步进行。实验足以诱发受试者产生错觉，让他们相信另一个人的身体或虚拟身体就是自己的真实身体。.
用研究人员自己的话说，“𝗧𝗵𝗶𝘀 𝗲𝗳𝗳𝗲𝗰𝘁 𝘄𝗮𝘀 𝘀𝗼 𝘀𝘁𝗿𝗼𝗻𝗴 𝘁𝗵𝗮𝘁 𝗽𝗲𝗼𝗽𝗹𝗲 𝗰𝗼𝘂𝗹𝗱 𝗲𝘅𝗽𝗲𝗿𝗶𝗲𝗻𝗰𝗲 𝗯𝗲𝗶𝗻𝗴 𝗶𝗻 𝗮𝗻𝗼𝘁𝗵𝗲𝗿 𝗽𝗲𝗿𝘀𝗼𝗻'𝘀 𝗯𝗼𝗱𝘆 𝘄𝗵𝗲𝗻 𝗳𝗮𝗰𝗶𝗻𝗴 𝘁𝗵𝗲𝗶𝗿 𝗼𝘄𝗻 𝗯𝗼𝗱𝘆 𝗮𝗻𝗱 𝘀𝗵𝗮𝗸𝗶𝗻𝗴 𝗵𝗮𝗻𝗱𝘀 𝘄𝗶𝘁𝗵 𝗶𝘁. 𝗢𝘂𝗿 𝗿𝗲𝘀𝘂𝗹𝘁𝘀 𝗮𝗿𝗲 𝗼𝗳 𝗳𝘂𝗻𝗱𝗮𝗺𝗲𝗻𝘁𝗮𝗹 𝗶𝗺𝗽𝗼𝗿𝘁𝗮𝗻𝗰𝗲 𝗯𝗲𝗰𝗮𝘂𝘀𝗲 𝘁𝗵𝗲𝘆 𝗶𝗱𝗲𝗻𝘁𝗶𝗳𝘆 𝘁𝗵𝗲 𝗽𝗲𝗿𝗰𝗲𝗽𝘁𝘂𝗮𝗹 𝗽𝗿𝗼𝗰𝗲𝘀𝘀𝗲𝘀 𝘁𝗵𝗮𝘁 𝗽𝗿𝗼𝗱𝘂𝗰𝗲 𝘁𝗵𝗲 𝗳𝗲𝗲𝗹𝗶𝗻𝗴 𝗼𝗳 𝗼𝘄𝗻𝗲𝗿𝘀𝗵𝗶𝗽 𝗼𝗳 𝗼𝗻𝗲'𝘀 𝗯𝗼𝗱𝘆.'
这些效果通过结构化的主观报告和详细的生物特征分析得到了证实。.
这些发现共同为我们理解大脑如何感知世界提供了宝贵的科学见解，同时也对快速发展的虚拟现实娱乐产业产生了重大影响，有望为实现更高层次的沉浸式体验开辟新的途径。.
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本文以证据为基础，探讨填字游戏和数独等活动是否能有效改善大脑健康，阐明这些活动支持哪些方面，不支持哪些方面，以及为什么人们常常误解这些活动的好处。.
NeuroTracker 是研究最广泛的认知训练系统之一，被全球精英运动员、军人和人体机能训练领域广泛应用。该系统基于20年的神经科学研究成果。.
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