整理：存源、丹雀

圖源：zaoeyo

關(guān)注追問的朋友可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，我們的敘事焦點正不斷改變。過去幾年，我們的腦科學文章更多致力于在微觀世界里拆解神經(jīng)元的齒輪，而2025年我們則將大腦重新置回那個它賴以生存、感知與互動的生態(tài)之中。

在回顧這一年的科研產(chǎn)出時，我們強烈地感受到這種邊界的消融。為此，我們依據(jù)影響力指數(shù)AMScore，為您篩選出這十個定義了2025年的答案。

加班改變大腦結(jié)構(gòu)：

每周工作超52小時或致認知功能受損

國際勞工組織數(shù)據(jù)顯示，全球每年超80萬人因過度工作死亡。雖然長期加班與心血管疾病等健康風險關(guān)聯(lián)明確，但其對大腦結(jié)構(gòu)的直接影響仍屬研究空白。韓國延世大學團隊首次通過神經(jīng)影像學揭示了加班與腦結(jié)構(gòu)變化的關(guān)聯(lián)。

研究團隊納入110名醫(yī)護人員（32名過度工作者，78名標準工時者）。同時，采用基于體素的形態(tài)測量法（VBM）和基于圖譜的分析技術(shù)。此外，重點比較與執(zhí)行功能、情緒調(diào)節(jié)相關(guān)腦區(qū)的灰質(zhì)體積差異。

研究發(fā)現(xiàn)，過度工作者額中回（middle frontal gyrus）體積增加19%，該區(qū)域負責工作記憶和決策。與此同時，VBM 分析發(fā)現(xiàn)他們的17個腦區(qū)灰質(zhì)顯著增加，其中包括參與注意力、規(guī)劃和決策的額中回、額上回以及島葉。另外，工作時間與腦體積變化呈正相關(guān)（r=0.42, p<0.05）。

標題：Overwork and changes in brain structure: a pilot study

DOI： 10.1136/oemed-2025-110057

AMScore： 1193

發(fā)表期刊：Occupational and environmental medicine

社會越不公，孩子大腦皮層越薄

社會層面的收入不平等與青少年心理健康問題相關(guān)，而青春期是神經(jīng)發(fā)育的關(guān)鍵時期。盡管已有研究探討個人社會經(jīng)濟地位對大腦的影響，但宏觀的、結(jié)構(gòu)性的社會不平等如何通過神經(jīng)生物學機制影響兒童大腦發(fā)育和心理健康的具體路徑尚不明確。

研究團隊的數(shù)據(jù)來源于“青少年大腦認知發(fā)展研究”（ABCD study），涵蓋了美國17個州的超過8,000名9-10歲兒童。同時，使用基尼系數(shù)（Gini coefficient）作為衡量各州收入不平等程度的指標。此外，通過磁共振成像（MRI）技術(shù)分析兒童的全腦皮層厚度、表面積和體積。

在排除了兒童家庭自身收入、父母教育水平等個體因素的干擾后，研究結(jié)果顯示，生活在收入差距更大州的兒童，其大腦皮層在廣泛區(qū)域表現(xiàn)出更薄的厚度和更小的表面積。此外，大腦網(wǎng)絡之間的功能連接也發(fā)生了改變，特別是默認模式網(wǎng)絡和背側(cè)注意網(wǎng)絡之間的連接。

更重要的是，這些大腦結(jié)構(gòu)和連接上的差異，成為了連接社會不平等與心理健康的橋梁。正是這些大腦變化，介導了宏觀不平等環(huán)境對兒童18個月后出現(xiàn)更多心理健康問題的影響。這項研究首次從神經(jīng)生物學層面證實，社會結(jié)構(gòu)性不平等作為一個獨立于家庭背景的環(huán)境因素，能夠“塑造”兒童的大腦，并對其長期心理健康產(chǎn)生深遠影響。

標題： Macroeconomic income inequality, brain structure and function, and mental health

DOI： 10.1038/s44220-025-00508-1

AMScore： 1347

發(fā)表期刊：Nature Mental Health

僅僅15分鐘的睡眠差距，

如何拉開孩子大腦和成績的鴻溝？

青春期是大腦發(fā)育和認知發(fā)展的關(guān)鍵時期，睡眠模式在此期間發(fā)生顯著變化。盡管睡眠對青少年健康至關(guān)重要，但關(guān)于其睡眠習慣如何影響大腦功能和認知表現(xiàn)的系統(tǒng)研究仍然有限。

復旦大學和劍橋大學的研究團隊基于美國“青少年腦與認知發(fā)展”研究中3,222名11-12歲青少年的睡眠數(shù)據(jù)。同時，應用稀疏典型相關(guān)分析(sCCA)整合多模態(tài)腦成像數(shù)據(jù)。此外，通過層次聚類識別睡眠-腦功能生物型。

研究基于睡眠相關(guān)的腦特征，識別出三類具有差異性特征的青少年亞組。第1組占39%，平均睡眠時間為7小時10分鐘，往往入睡時間最晚，起床最早；第二組占24%，平均睡眠時長為7小時21分鐘，各項睡眠指標最接近整體樣本的平均水平；第三組占比為37%，平均睡眠時長為7小時25分鐘，通常入睡時間最早，且睡眠期間心率較低。

盡管這幾組青少年在學業(yè)成績方面未見顯著差異，但在詞匯、閱讀、問題解決和專注力等認知測試中，第3組表現(xiàn)最優(yōu)，第1組最弱。腦部掃描顯示，第3組的腦容量最大、腦功能最佳，而第1組則相反。

其中劍橋大學精神病學系教授Sahakian教授強調(diào)：“盡管每組之間的睡眠時長差異相對較小，但僅15分鐘左右，大腦結(jié)構(gòu)和功能差異已非常明顯?！?/p>

標題：Neural correlates of device-based sleep characteristics in adolescents

DOI： 10.1016/j.celrep.2025.115565

AMScore： 1589

發(fā)表期刊：Cell

熬夜的代價，寫在線粒體里：

科學家找到了我們困意的物理根源

睡眠壓力——即清醒時間越長、睡眠需求越強的過程——是睡眠穩(wěn)態(tài)的核心，但其背后的物理和分子機制一直不明確。長時間清醒會引起大腦內(nèi)多種變化，但很難區(qū)分這些變化是睡眠需求的原因還是結(jié)果。研究專門負責誘導和維持睡眠的神經(jīng)元，為揭示睡眠的直接原因提供了獨特機會。

牛津大學Gero Miesenb?ck實驗室等人對充分休息和睡眠剝奪的果蠅大腦進行單細胞轉(zhuǎn)錄組學分析，全面識別分子變化，并利用熒光標記技術(shù)特異性富集和分析投射到背側(cè)扇形體（dorsal fan-shaped body）的睡眠誘導神經(jīng)元（dFBNs），觀察睡眠剝奪后dFBNs內(nèi)的線粒體形態(tài)變化，包括斷裂、線粒體自噬及與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的接觸。

研究發(fā)現(xiàn)，睡眠剝奪后，dFBNs中幾乎所有上調(diào)的轉(zhuǎn)錄本都編碼與線粒體呼吸和ATP合成相關(guān)的蛋白質(zhì)?；虮磉_變化伴隨線粒體形態(tài)改變：線粒體斷裂、線粒體自噬增強、線粒體-內(nèi)質(zhì)網(wǎng)接觸點增多，這些變化在恢復性睡眠后可逆。進一步實驗表明，操縱線粒體形態(tài)直接影響睡眠：促進線粒體融合（hyperfused）可增加神經(jīng)元興奮性和睡眠，而促進線粒體斷裂（fragmented）則降低神經(jīng)元興奮性和睡眠。

標題： Mitochondrial origins of the pressure to sleep

DOI： 10.1038/s41586-025-09261-y

AMScore： 1797

發(fā)表期刊：Nature

你家老貓也會得癡呆，

而這可能是治愈阿爾茨海默病的關(guān)鍵

許多老年貓會患上貓科動物認知功能障礙綜合征（CDS），即貓癡呆癥，其行為癥狀（如叫聲增多、混亂）與人類阿爾茨海默?。ˋD）相似。目前阿爾茨海默病研究嚴重依賴轉(zhuǎn)基因嚙齒動物模型，而自然患病的貓可能為研究該疾病提供更有價值、更準確的模型。

研究團隊檢查了25只已故貓的大腦樣本，分為年輕組（n=7）、年老組（n=10）和確診CDS組（n=8），采用免疫組織化學和共聚焦顯微鏡技術(shù)對大腦頂葉皮層進行分析，通過線性混合效應模型探究淀粉樣β蛋白在突觸內(nèi)的積累情況，以及小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞的活性和吞噬突觸的行為。

研究發(fā)現(xiàn)，在年老和患有CDS貓的大腦中，淀粉樣β蛋白確實會在突觸內(nèi)積聚。在存在淀粉樣β蛋白斑塊的區(qū)域，小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞表現(xiàn)出更強的活性（膠質(zhì)細胞增生），對突觸的吞噬作用顯著增加，且會優(yōu)先吞噬含有淀粉樣β蛋白的突觸。

標題： Amyloid-Beta Pathology Increases Synaptic Engulfment by Glia in Feline Cognitive Dysfunction Syndrome: A Naturally Occurring Model of Alzheimer’s Disease

DOI： 10.1111/ejn.70180

AMScore： 2006

發(fā)表期刊：European Journal of Neuroscience

從想到說到，僅需1秒：

癱瘓患者通過思想，用自己的聲音開口說話

語音神經(jīng)假體長期受制于高延遲與音色還原能力不足，限制了癱瘓患者自然交流的可能性。加州大學伯克利與舊金山分校團隊提出“流式腦—語音神經(jīng)假體”，將皮層信號實時解碼為語音，把端到端延遲壓縮至約1秒，同時盡量還原個體原有的音色特征。

研究團隊在患者運動皮層植入高密度電極陣列獲取神經(jīng)信號，采用循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡轉(zhuǎn)換器（RNN?T）以約80毫秒為步長進行流式解碼，并結(jié)合預訓練文本轉(zhuǎn)語音（TTS）模型生成語音；通過患者傷前錄音對聲學輸出做個性化校準，實現(xiàn)音色復刻。

這項研究的解碼速度達到 90 詞 / 分鐘（WPM），且延遲更低。在 50 個短語集（護理需要）的測試中，新方法達到了 91 WPM 、12% 字錯率 (WER)、 11% 字符錯誤率。在 1024 字集的自然句子測試中，該方法也達到了 47 WPM、59% WER 和 45% 字符錯誤率。系統(tǒng)在未見詞匯（如北約字母表單詞）上的解碼準確度也保持穩(wěn)定，顯示出良好的泛化能力。

同時，非侵入式通道（如面部肌電 sEMG）亦可接入同一框架以拓展適用人群。患者主觀反饋顯示，實時語音輸出顯著增強了交流的沉浸感與自然度。

標題： A streaming brain-to-voice neuroprosthesis to restore naturalistic communication

DOI： 10.1038/s41593-025-01905-6

AMScore： 2051

發(fā)表期刊：Nature Neuroscience

世界上僅有五個人，

看見了這種前所未有的顏色

人類視覺受限于三種視錐細胞的響應特性，無法感知某些”虛構(gòu)顏色”。加州大學伯克利分校吳義仁（Ren Ng）教授及其團隊開發(fā)的”奧茲視覺系統(tǒng)”(Oz Vision System)首次實現(xiàn)對視錐細胞的精準刺激，創(chuàng)造出標準色域外的新顏色。

研究團隊開發(fā)的Oz系統(tǒng)結(jié)合了自適應光學掃描激光檢眼鏡和實時眼球追蹤技術(shù)，為每位被試繪制視網(wǎng)膜”地圖”，精確定位103個視錐細胞，并使用488nm激光以鋸齒形掃描方式選擇性刺激M型視錐細胞。

研究成功創(chuàng)造出名為”olo”的新顏色（理論坐標[0,1,0]），被試描述為”前所未見的飽和藍綠色”。顏色匹配實驗證實olo位于標準色域之外，需添加大量白光才能與正常顏色匹配。該系統(tǒng)可實現(xiàn)0.9°視野內(nèi)的精準刺激，激光定位精度達單個視錐細胞水平。

標題： Novel color via stimulation of individual photoreceptors at population scale

DOI： 10.1126/sciadv.adu1052

AMScore： 2089

發(fā)表期刊：Science Advances

告別白人專屬基因研究：

抑郁癥的遺傳風險，有了更公平的答案

抑郁癥是一種全球性心理健康問題，但其遺傳基礎在不同種族中的差異尚未完全闡明。盡管全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）在識別抑郁癥相關(guān)遺傳變異方面取得了進展，但大多數(shù)研究集中于歐洲血統(tǒng)人群，缺乏全球多樣性。本研究是迄今為止最大規(guī)模的跨祖先抑郁癥GWAS研究，分析來自29個國家的500多萬人基因數(shù)據(jù)，揭示抑郁癥遺傳風險因素在不同種族中的普遍性和特異性。

研究團隊采用跨祖先GWAS，對688,808名重度抑郁癥患者與4,364,225名對照者的數(shù)據(jù)進行分析，整合29個國家的多血統(tǒng)基因數(shù)據(jù)，系統(tǒng)識別與抑郁癥相關(guān)的遺傳變異。

研究共識別出697個與抑郁癥相關(guān)的遺傳變異，涉及308個高置信度基因，主要與突觸后密度、神經(jīng)元失調(diào)和杏仁核相關(guān)；發(fā)現(xiàn)100個新的遺傳關(guān)聯(lián)，并證實這些變異在不同血統(tǒng)人群中均具有顯著預測能力。多基因評分（PGS）在歐洲血統(tǒng)人群中解釋了高達5.8%的風險變異，在非歐洲血統(tǒng)人群中同樣表現(xiàn)出可觀的預測力。

論文標題： Trans-Ancestry Genome-Wide Study of Depression Identifies 697 Associations Implicating Cell Types and Pharmacotherapies

DOI： 10.1016/j.cell.2024.12.002

AMScore： 2134

發(fā)表期刊：Cell

9歲、32歲、66歲、83歲：

大腦的四個斷崖式轉(zhuǎn)折點

神經(jīng)連接對人類發(fā)育至關(guān)重要，大腦結(jié)構(gòu)和功能的變化軌跡貫穿一生。然而，大腦神經(jīng)連接如何隨生命周期變化及其背后的組織原則，此前缺乏全面、宏觀的了解。

英國劍橋大學的研究人員收集了0至90歲共4,216個樣本（最終分析3802人）的MRI擴散掃描數(shù)據(jù)，分析12個圖論組織指標隨年齡的變化，并使用均勻流形逼近與投影（UMAP）技術(shù)將高維數(shù)據(jù)投影到流形空間，識別拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)展的軌跡和轉(zhuǎn)折點。

研究確定了人類生命周期中大腦結(jié)構(gòu)的四個關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點，分別在9歲、32歲、66歲和83歲左右，將大腦發(fā)育劃分為五個主要時期。

?人類大腦各時期白質(zhì)纖維束的dMRI成像圖

0至9歲為網(wǎng)絡鞏固期，大腦啟動“突觸修剪”程序，剪掉40%的低效連接；9至32歲為青春期，此時神經(jīng)效率顯著提升，連接方向發(fā)生最大轉(zhuǎn)變；32歲標志著進入最長的成年穩(wěn)定期，大腦結(jié)構(gòu)趨于平穩(wěn)但區(qū)域隔離增加；66歲進入早期衰老期，伴隨網(wǎng)絡重組；83歲后進入晚期衰老，全腦連接性下降并轉(zhuǎn)向局部依賴。

標題： Topological turning points across the human lifespan

DOI：10.1038/s41467-025-65974-8

AMScore： 2271

發(fā)表期刊：Nature communications

刷手機刷出ADHD？

TikTok上的心理健康內(nèi)容，一半是坑

短視頻平臺的興起使TikTok成為年輕人獲取心理健康信息的重要渠道，但ADHD（注意力缺陷/多動障礙）相關(guān)內(nèi)容質(zhì)量參差不齊，可能對年輕人的認知產(chǎn)生負面影響。本研究旨在評估TikTok上ADHD相關(guān)內(nèi)容的準確性及其對用戶認知的影響。

研究團隊選取100個最受歡迎的#ADHD標簽TikTok視頻，由兩位專家評估其準確性、細微差別和整體質(zhì)量，并調(diào)查843名本科生（包括無ADHD、自我診斷及正式診斷的個體）的TikTok使用習慣。參與者還需評估專家評出的最高和最低質(zhì)量視頻，回答關(guān)于ADHD認知的問題。

研究發(fā)現(xiàn)，僅不到50%的ADHD相關(guān)視頻內(nèi)容與《精神障礙診斷與統(tǒng)計手冊》標準一致。觀看更多ADHD內(nèi)容的年輕人更傾向于推薦這些視頻，且高估ADHD在普通人群中的普遍性和嚴重性。值得注意的是，自我診斷ADHD的個體對低質(zhì)量視頻的認可度顯著高于正式診斷組（p<0.05）。

標題： A double-edged hashtag: Evaluation of ADHD-related TikTok content and its associations with perceptions of ADHD

DOI：10.1371/journal.pone.0319335

AMScore： 2884

發(fā)表期刊：PloS one

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Chen Institute與華山醫(yī)院、上海市精神衛(wèi)生中心設立了應用神經(jīng)技術(shù)前沿實驗室、人工智能與精神健康前沿實驗室；與加州理工學院合作成立了加州理工天橋神經(jīng)科學研究院。

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