实验室培养的微型大脑、出色的脑部扫描和迷幻之旅 —— 让我们回顾一下2024年一些最有趣的神经科学故事。

大脑可以说是人体中最复杂的器官，它是一团由细胞、化学物质和电脉冲组成的优雅混乱体，协调着我们的思想、行为和无意识的身体功能。

2024年，科学界出现了一系列关于大脑的有趣研究，每一项研究都揭示了大脑如何运作的新见解，同时也提出了新的问题。

男性荷尔蒙周期和大脑

虽然不常被讨论，但男性荷尔蒙周期是相当惊人的。男性体内的类固醇激素 —— 包括睾酮、皮质醇和雌二醇 —— 在白天会减少约70%，然后在夜间重新启动。今年，一项脑部扫描研究显示，大脑容量的减少和恢复与这种每日周期同步。然而，目前还不清楚是激素本身驱动了大脑的变化，还是这种循环如何影响男性的大脑功能。

你对电影的看法

很多人在想要“放松一下大脑”的时候就会去看电影。但最近的一项研究发现，实际上，当你看不同类型的电影时，24个不同的大脑网络会被激活。通过将大脑活动模式与给定场景中发生的事情联系起来，进行这项研究的科学家们能够构建迄今为止最准确的大脑功能图。

婴儿出生后大脑的变化

一项针对胎儿和新生儿的开创性研究强调了大脑某些部分的活动是如何在出生后突然发生变化的。皮层下网络和感觉运动网络的活动大幅增加，前者的作用类似于信息的中继中心，后者负责处理外部刺激和协调运动。研究人员现在想研究早产儿同样的大脑网络，看看是否与足月婴儿有显著差异。

吃的欲望

一项研究发现，一个由三种神经元组成的简单回路可能是我们食欲的基础。大脑细胞一起工作，检测饥饿信号激素，并最终启动控制咀嚼肌肉的细胞。通过干扰实验室老鼠的这个回路，研究人员促使这些啮齿动物比平时多吃12倍的食物，即使在没有食物的情况下也会做出咀嚼动作。

怀孕对大脑的“永久性蚀刻”

在整个怀孕期间，大约80%的大脑灰质体积会减少。一些丢失的体积在产后会重新出现，但大部分丢失的物质仍然丢失。类似的灰质体积减少也发生在青春期，此时大脑正在“修剪”多余的连接以提高效率。科学家们说，怀孕期间的这种变化可能反映了大脑回路的类似微调。

每个存储器有三个副本

一项对老鼠的研究表明，大脑可能会存储它编码的每种记忆至少三个副本。这些副本的不同之处在于它们的创建时间、持续时间以及随时间的变化程度。了解这些不同的拷贝何时以及如何形成，可以帮助科学家解决影响记忆编码和检索的条件，如创伤后应激障碍和痴呆。

有意识的实验室培养的大脑？

大脑类器官 —— 在实验室中培养的大脑的微型模型 —— 能获得意识吗？媒体向神经科学家肯尼斯·科西克提出了这个问题，他向我们保证，这在短期内不太可能发生。然而，他指出，关于什么是“意识”的争论仍在继续。如果将人类微型大脑移植到动物体内或与技术连接以创造所谓的半机械人，会发生什么，这是一个很大的问题。

能够‘溶解’自我意识的蘑菇

迷幻蘑菇中的活性成分裸盖菇素，可能会导致负责维持一个人自我意识的大脑网络不同步。这个被称为默认模式网络的大脑回路，在人们自我反思、不从事任何特定任务时最为活跃。在高剂量裸盖菇素的作用下，神经网络的活动会暂时改变，有些效果会持续数周。

精神病的起源

一项脑部扫描研究可以帮助证实一种理论，即为什么人们会患上精神病或突然脱离现实。科学家们利用人工智能（AI）分析扫描结果，在精神病患者的大脑中发现了重叠的“特征”。这些特征要么与遗传条件有关，要么是未知原因造成的。这一发现支持了一种理论，即在精神病患者中，负责指导人们注意力的大脑网络出现故障，从而导致幻觉和妄想。

灵长类动物的“通用”大脑模式

包括人类在内的多种灵长类动物，在大脑皮层（大脑的外表面）共享一种共同的脑电波模式。这种普遍模式的特征是大脑皮层上层的高频脑电波和深层的慢波。科学家们认为，快波和慢波的相互作用决定了在任何给定时刻，哪些信息保留在有意识的思维中。

流动状态

科学家揭示了当某人处于流动状态或“处于区域”时，大脑的关键部位会启动。“这项研究涉及扫描具有不同经验的音乐家的大脑。 它使两种相互竞争的“心流”理论相互对立，其中一种理论脱颖而出。

“眨眼”阅读

一项研究发现，人类大脑可以在眨眼的时间内识别出书面语言的基本结构。这表明大脑处理书面短语的速度和处理我们周围世界的视觉场景一样快。研究对象对包含主语、动词和宾语的短语的处理速度似乎快于对名词的处理速度。当一个短语的意思不太有意义时，他们也能迅速处理。研究结果表明，大脑不仅会检测到存在的单词，还会立即开始解析意思。

来自肠道细菌的大脑袋

一项对老鼠的研究表明，人类巨大的大脑可能部分归功于我们肠道中独特的微生物。研究人员将人类和非人类灵长类动物肠道中的微生物移植到小鼠体内。与脑容量小的猴子相比，来自人类和脑容量大的灵长类动物的微生物，能更有效地将食物转化为大脑所需的能量。研究结果表明，大脑中较大的微生物可以更有效地将食物转化为大脑的能量，从而帮助促进器官的生长。

令人惊叹的新脑图

来自哈佛大学和b谷歌的研究人员公布了人类大脑一小部分的惊人地图。它包含大约57000个神经元，9英寸（23厘米）的血管和1.5亿个突触（神经元之间的连接点）。这张地图突出了大脑独特和意想不到的特征，包括一些神经元的输出线中神秘的“螺旋”或结。

3D打印的脑组织

科学家首次使用3D打印技术打印出功能性人脑组织。打印机本身使用干细胞而不是墨水，然后研究小组使用一种化学混合物来刺激这些细胞转化为脑细胞。由此产生的细胞可以在网络中交流和连接，类似于真正的大脑细胞。

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