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神经科学不仅是发展最快的科学领域之一，也是最多样化的科学领域之一。 2023 年，各个学科领域许多令人着迷的研究都在加速发展。以下是一些突破的亮点，这些突破有望塑造我们对人脑以及我们与之互动的世界的理解。
传统上，我们认为大脑的电活动是通过信号发射产生电活动的神经元的下游。然而，约翰·霍普金斯和麻省理工学院神经科学家的一篇新论文提出了一种理论，即这些电信号实际上可以在亚细胞水平上重组大脑。
该理论被称为“细胞电耦合”，提出由神经网络活动产生的大脑电场可以影响神经元亚细胞成分的物理配置，以优化网络稳定性和效率。
这是建立在早期研究的基础上的，这些研究表明神经网络中的节律性电活动或“脑电波”以及电场在分子水平上的影响如何协调和调整大脑的功能。
这种微管和分子水平上的电诱导神经可塑性为理解人类认知为何如此灵活提供了另一种途径。
概述的实现机制包括电扩散、机械传导以及电能、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，𝙞𝙩𝙨𝙥𝙧𝙤𝙩𝙚𝙞𝙣𝙨𝙖𝙣𝙙𝙢𝙤𝙡𝙚𝙘𝙪𝙡𝙚𝙨𝙘 𝙝𝙖𝙣𝙜𝙚𝙩𝙤𝙤。 𝙏𝙝𝙚𝙮𝙘𝙖𝙣𝙝𝙖𝙫𝙚𝙚𝙡𝙚𝙘𝙩𝙧𝙞𝙘𝙘𝙝𝙖𝙧𝙜𝙚𝙨𝙖𝙣𝙙 𝙣𝙚𝙚𝙙𝙩𝙤𝙘𝙖𝙩𝙘𝙝𝙪𝙥𝙬𝙞𝙩𝙝𝙣𝙚𝙪𝙧𝙤𝙣𝙨𝙩𝙝𝙖𝙩𝙥 𝙧𝙤𝙘𝙚𝙨𝙨，𝙨𝙩𝙤𝙧𝙚，𝙖𝙣𝙙𝙩𝙧𝙖𝙣𝙨𝙢𝙞𝙩𝙞𝙣𝙛𝙤𝙧𝙢𝙖 𝙩𝙞𝙤𝙣𝙪𝙨𝙞𝙣𝙜𝙚𝙡𝙚𝙘𝙩𝙧𝙞𝙘𝙨𝙞𝙜𝙣𝙖𝙡𝙨。 𝙄𝙣𝙩𝙚𝙧𝙖𝙘𝙩𝙞𝙣𝙜𝙬𝙞𝙩𝙝𝙩𝙝𝙚𝙣𝙚𝙪𝙧𝙤𝙣𝙨'𝙚𝙡𝙚𝙘 𝙩𝙧𝙞𝙘𝙛𝙞𝙚𝙡𝙙𝙨𝙨𝙚𝙚𝙢𝙨𝙣𝙚𝙘𝙚𝙨𝙨𝙖𝙧𝙮。」
今年早些时候，人们发现量子纠缠与高阶认知有关，看起来这些超越神经元水平的新范式可能是将神经科学发展到下一个水平的关键。
𝗖𝘆𝘁𝗼𝗲𝗹𝗲𝗰𝘁𝗿𝗶𝗰：𝗘𝗹𝗲𝗰𝘁𝗿𝗶𝗰𝗘𝗹𝗲𝗰𝘁𝗿𝗶𝗰𝘀𝗰𝘂𝗹𝗽𝘁𝗮𝗰𝘁𝗶𝘃𝗶𝘁𝘆𝗮𝗰𝘁𝗶𝘃𝗶𝘁𝘆𝗮𝗻𝗱𝗮𝗰𝘁𝗶𝘃𝗶𝘁𝘆𝘁𝘂𝗻𝗲𝘁𝗵𝗲𝘁𝗵𝗲𝘁𝗵𝗲𝗯𝗿𝗮𝗶𝗻𝘀
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模式，通过操纵脑细胞中的量子生物隧道来治疗胶质母细胞瘤。
研究人员基于先前的证据开发了他们的技术，即量子力学事件在构成生物体功能的特定生物过程中发挥着至关重要的作用。该方法涉及将金双极纳米电极（称为生物纳米天线）喷射到手术治疗部分。
然后施加精确的电场，专门针对并刺激单个肿瘤细胞的电场。这导致单个电子通过电子隧道的操纵而转移，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）。
这反过来又向癌细胞发出信号，激活程序性细胞死亡（细胞凋亡）。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它们的遗传途径表达发生了改变）。
实际上，这代表了一种无线电分子通信工具，有助于杀死癌细胞。与传统手术相比，该方法具有微创性，并且可以在由于肿瘤细胞在健康细胞中过度增殖而无法进行手术时使用。
研究人员提出，刺激的电频率和电压的不同方面将允许针对不同类型的癌细胞。
虽然促进电刺激的生物纳米天线的传递方法可能有一些局限性，但这项研究似乎是在量子水平上利用细胞生物学变化的量子医学疗法的首次演示。
尽管现在可能还为时尚早，但研究作者弗兰基·罗森总结了这些发现的更广泛意义。
“𝑨𝒔-𝒆𝒗𝒆𝒓-𝒆𝒗𝒆𝒓𝒄𝒂𝒏𝒄𝒆𝒓𝒕𝒓𝒆𝒂𝒕𝒎𝒆𝒏𝒕𝒕𝒐𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒖𝒎𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒖𝒎𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒖𝒎，𝒕𝒉𝒊𝒔𝒎𝒂𝒚𝒓𝒆𝒑𝒓𝒆𝒔𝒆𝒏𝒕𝒘𝒐𝒓𝒍𝒅𝒘𝒐𝒓𝒍𝒅𝒘𝒐𝒓𝒍𝒅𝒇𝒊𝒓𝒔𝒕𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒖𝒎𝒇𝒊𝒓𝒔𝒕，𝒖𝒔𝒉𝒆𝒓𝒊𝒏𝒈𝒇𝒊𝒓𝒔𝒕𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒖𝒎，𝒖𝒔𝒉𝒆𝒓𝒊𝒏𝒈𝒖𝒔𝒉𝒆𝒓𝒊𝒏𝒈𝒖𝒔𝒉𝒆𝒓𝒊𝒏𝒈𝒖𝒔𝒉𝒆𝒓𝒊𝒏𝒈𝒖𝒔𝒉𝒆𝒓𝒊𝒏𝒈𝒖𝒔𝒉𝒆𝒓𝒊𝒏𝒈𝒂𝒂𝒂𝒏𝒆𝒘𝒏𝒆𝒘𝒏𝒆𝒘𝒏𝒆𝒘𝒆𝒓𝒂𝒆𝒓𝒂𝒆𝒓𝒂
𝗪𝗶𝗿𝗲𝗹𝗲𝘀𝘀–𝗺𝗼𝗹𝗲𝗰𝘂𝗹𝗮𝗿𝗺𝗼𝗹𝗲𝗰𝘂𝗹𝗮𝗿𝘀𝗶𝗴𝗻𝗮𝗹𝗹𝗶𝗻𝗴𝗳𝗼𝗿𝗰𝗮𝗻𝗰𝗲𝗿𝗰𝗲𝗹𝗹𝗮𝗽𝗼𝗽𝘁𝗼𝘀𝗶𝘀
一项新的研究探索了通过嗅觉进行认知刺激的潜在好处，揭示了在衰老过程中大脑功能受益的有希望的发现——在睡觉时！
该研究的主要目的是调查嗅觉丰富是否可以对健康老年人的认知功能产生积极影响。研究人员推测，嗅觉进入与记忆相关的大脑区域的独特途径可以使特定的记忆回路正常化，从而可能有益于认知能力。
尽管在夜间训练期间参与者只接触有限种类的气味，但该研究取得了令人信服的结果。丰富的参与者在雷伊听觉言语学习测试（与对照组相比）中表现出 226% 的提高，该测试评估言语学习和记忆相关的能力。
更具体地说，DTI 前后的 fRMI 扫描发现了大脑的结构变化，包括钩束区域的积极变化，该区域通常会在衰老和神经退行性疾病中恶化。
研究还显示，嗅觉刺激的 60-72 岁参与者比年长的参与者经历了更明显的认知改善，这表明积极主动地实现衰老的好处可能是最好的。
关键的结论是，通过利用被动感官刺激，有可能以与老龄化人口相关的方式安全、容易地改善大脑健康和认知功能。
𝗢𝘃𝗲𝗿𝗻𝗶𝗴𝗵𝘁𝗼𝗹𝗳𝗮𝗰𝘁𝗼𝗿𝘆𝘂𝘀𝗶𝗻𝗴𝗼𝗱𝗼𝗿𝗮𝗻𝘁𝗱𝗶𝗳𝗳𝘂𝘀𝗲𝗿𝗶𝗺𝗽𝗿𝗼𝘃𝗲𝘀𝗮𝗻𝗱𝗺𝗼𝗱𝗶𝗳𝗶𝗲𝘀𝘂𝗻𝗰𝗶𝗻𝗮𝘁𝗲𝗳𝗮𝘀𝗰𝗶𝗰𝘂𝗹𝘂𝘀𝗶𝗻𝗼𝗹𝗱𝗲𝗿
深部脑刺激已显示出很大的治疗前景，但重大障碍包括植入电极的侵入性，以及它们对刺激神经元缺乏精确性。 《Cell Reports》发表了一项重大突破，即超柔性刺激纳米电子线 (StimNET) 的工程设计。
这种新型电极比传统植入物小一个数量级，因此更加精确。该论文展示了大鼠实验和第一阶段人体试验的证据，表明 StimNET 具有几个关键优势。
• 超柔性电极能够进行精确的慢性刺激
• 超低电流下的空间选择性神经激活
• 超过 8 个月的稳定行为检测能力
• 完整的组织-电极界面，无神经元变性
特别是，StimNET 可以选择性地刺激单个神经元，而不是激活大群神经元。这有点像需要在拥挤的房间里向某人发送消息，并且能够通过电话而不是扬声器来完成此操作。
这种神经技术的选择性精度不仅显示出使深部脑刺激变得实用的巨大前景，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 年神经科学的一项相关突破中，深部脑刺激首次显示出对缓解阿尔茨海默病症状的良好效果。为了有效地精确放置电极，需要精确地放置电极，并且很难准确地知道针对不同的脑部疾病应将刺激集中在大脑的哪些区域。
哈佛医学院的研究机构专门分析大脑的高分辨率磁共振图像，将他们的方法与计算机模型相结合，成功地确定了精确的最佳刺激位置。交叉记忆区域之间的这种精确的“最佳点”使参与者的症状明显减轻。
在 DBS 被批准用于治疗之前，还需要进一步的临床研究，但研究中公开的数据现在使研究人员能够在阿尔茨海默氏症患者试验 DBS 的神经外科研究中精确放置电极。
𝗢𝗽𝘁𝗶𝗺𝗮𝗹𝗱𝗲𝗲𝗽𝘀𝘁𝗶𝗺𝘂𝗹𝗮𝘁𝗶𝗼𝗻𝘀𝗶𝘁𝗲𝘀𝗻𝗲𝘁𝘄𝗼𝗿𝗸𝘀𝗳𝗼𝗿𝗼𝗳𝘁𝗵𝗲𝗶𝗻𝗶𝗻𝗔𝗹𝘇𝗵𝗲𝗶𝗺𝗲𝗿𝘀𝘀
中国的一个军事医学科学家团队报告了成功使用 CRISPR/Cas9 将缓步动物的基因插入人类胚胎干细胞中的发现，显着提高了它们对辐射的抵抗力。
缓步动物（又名水熊）长度不到 1 毫米，是地球上最顽强的生物。经过多年的科学测试，它已经在外太空、-200摄氏度和沸水中一个多小时的考验中幸存下来。
研究人员报告说，几乎 90% 的人类胚胎细胞在致命的 X 射线辐射照射下幸存下来。结果非常令人惊讶，因为如此大的遗传差距之间的混合通常只会导致有害的突变，并且有可能证明 CRISPR 的力量超越了传统的遗传实验。
尽管通过使用人工制造的干细胞在技术上是合法的，但这项研究也存在很大争议——长期目标是培养能够在核辐射中幸存的超级坚韧士兵。该团队未来的项目之一是将缓步动物输注的细胞转化为造血细胞，这样它们就可以插入骨髓以产生新的抗辐射细胞。
另一方面，缓步动物的基因还可以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，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。
大阪大学的一组研究人员开发了一种突破性技术，可以使用人工智能（AI）创建细胞和组织的超分辨率图像。该团队使用稳定扩散来分析测试对象的脑部扫描，在 MRI 机器内显示多达 10,000 个图像。
这种名为“Deep-Z”的新方法使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准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细节水平研究细胞和组织。该团队在各种类型的细胞和组织上测试了他们的方法，包括来自大脑、视网膜和肺的细胞和组织，并取得了优于现有技术的结果。
Deep-Z 方法最令人兴奋的方面之一是它在医学诊断和治疗中的应用潜力。通过生成细胞和组织的高分辨率图像，医生有可能识别早期疾病并制定更有针对性的治疗计划。
该框架还可以用于除 MRI 之外的大脑扫描设备，例如脑电图，或超侵入性技术，例如埃隆·马斯克的Neuralink。
总体而言，Deep-Z 技术是生物医学成像领域向前迈出的重要一步，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开发了由青蛙细胞制成的尺寸小于 1 毫米的自愈生物机器。这些机器被命名为“Xenobots”，其灵感来自于微小的非洲爪蛙，这种青蛙小到足以在人体内移动。
该技术包括从青蛙胚胎中刮取活干细胞，然后进行孵化，然后将它们重塑成由机器智能设计的特定身体形态。细胞分化导致纤维细胞的形成，纤维细胞像腿一样被利用，以提供一种生物学上新颖的运动方法。
虽然现在还处于早期阶段，但 Xenobots 是世界上第一个可编程的活体机器人。最近的进展还包括能够复制它们以使流程更具可扩展性。
Xenobots的一些预期应用包括高度特异性和精确的药物输送、局部疾病的治疗（例如切除癌症肿瘤），甚至是清洁世界海洋中的塑料和合成颗粒的可扩展方法。
为了更深入地了解，这里有 Sam Kriegman 的视频解释，他是一名博士后研究员，开发人工智能软件来指导 Xenobots 的行为。
近年来，科学界越来越关注迷幻物质的治疗潜力。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）的有希望的候选药物。在《自然医学》杂志上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 辅助心理治疗可能会改变 PTSD 治疗领域的游戏规则。
3 期临床试验包括为难治性 PTSD 患者提供数月的传统心理治疗，并辅以中等剂量的 MDMA。 MDMA 使心理治疗的效果提高了一倍以上，大多数患者的症状消失了，并且在研究的后续过程中，健康状况持续改善。
总体结果表明，MDMA 相关的认知功能改变大大增强了心理治疗的益处，无论是在反应性还是持久的积极效果方面。
MDMA 辅助治疗严重 PTSD：一项随机、双盲、安慰剂对照 3 期研究
心理物理学是神经科学的一个领域，致力于了解人脑如何处理其感官现实。 2023 年最重大、最令人惊讶的两项发现是通过虚拟现实 (VR) 实验实现的。
第一项研究发现了一种新的体验现象，名为“幻触幻觉”。该项目使用了 VR 中人物的简单化身表示，然后要求参与者用虚拟棒触摸其化身身体的不同部位。在实验中，参与者实际上并没有触摸到他们身体的任何部位，但几乎所有人都报告了与他们触摸化身的地方相对应的强烈触觉。这种影响足够强烈，以至于研究中的一些人相信研究人员试图欺骗他们，并且实际上正在使用某种形式的真实触觉刺激。
最引人注目的是，当受试者触摸化身肢体的某些部分时，即使他们在虚拟现实中无法真正看到它们，也会产生这种感觉。这表明一个人的身体的表征是自上而下定义的，超出了可用的感官信息。
幻触错觉，在没有触觉刺激的情况下触觉门控的一种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进行了虚拟现实实验，证明即使有最小的感官提示，我们的思想也可以接管另一个身体的所有权。
他们利用虚拟现实技术操纵研究参与者的视觉视角，使其来自另一个人，或者一个假身体。这是与相关的多感官线索同步完成的。该实验足以引发参与者的身体或人造身体是自己的真实身体的错觉。
用研究人员的话，''''''𝗧𝗵𝗶𝘀𝘀𝗼𝗰𝗼𝘂𝗹𝗱𝗯𝗲𝗶𝗻𝗴𝗽𝗲𝗿𝘀𝗼𝗻𝗽𝗲𝗿𝘀𝗼𝗻𝗽𝗲𝗿𝘀𝗼𝗻𝘀𝘄𝗵𝗲𝗻𝗳𝗮𝗰𝗶𝗻𝗴𝘁𝗵𝗲𝗶𝗿𝗼𝘄𝗻𝗮𝗻𝗱𝘀𝗵𝗮𝗸𝗶𝗻𝗴𝘀𝗵𝗮𝗸𝗶𝗻𝗴𝘀𝗵𝗮𝗸𝗶𝗻𝗴𝗵𝗮𝗻𝗱𝘀𝗶𝘁。 𝗢𝘂𝗿𝗿𝗲𝘀𝘂𝗹𝘁𝘀𝗼𝗳𝗶𝗺𝗽𝗼𝗿𝘁𝗮𝗻𝗰𝗲𝗯𝗲𝗰𝗮𝘂𝘀𝗲𝗶𝗱𝗲𝗻𝘁𝗶𝗳𝘆𝘁𝗵𝗲𝗽𝗿𝗼𝗰𝗲𝘀𝘀𝗲𝘀𝘁𝗵𝗮𝘁𝘁𝗵𝗲𝗳𝗲𝗲𝗹𝗶𝗻𝗴𝗼𝗳𝗼𝘄𝗻𝗲𝗿𝘀𝗵𝗶𝗽𝗼𝗻𝗲
这些效果通过结构化主观报告和详细的生物特征分析得到证实。
这些发现共同为我们的大脑如何理解我们的世界提供了宝贵的科学见解，同时它们也对快速发展的 VR 娱乐行业产生了重大影响，有望提供实现新水平沉浸式体验的新方法。
NeuroTracker 的多种研究方法对大脑如何影响人类表现和健康产生了一些有趣的见解
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