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《科学》:浙大团队破解大脑高效节能谜团!大脑“吃饱”才能抗衰、恢复认知

学术经纬  · 公众号  · 医学  · 2024-12-20 08:02
    

主要观点总结

浙江大学马欢教授团队在《科学》杂志发表论文,揭示了大脑生物能量可塑性的秘密。研究发现神经元兴奋可以增加线粒体基因的转录以提升能量供应,这一过程随年龄增长而减弱。恢复这一联系能有效改善小鼠记忆功能。研究还揭示了兴奋-线粒体基因转录偶联(E-TC mito)机制,这一过程对神经活动中的线粒体发生和质量控制至关重要。这项研究对于理解衰老相关疾病和改进人工智能有重要帮助。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景及重要性

大脑需要大量能量支持神经元活动,线粒体是产生能量的关键。随着衰老,大脑能量调控能力减弱,与神经退行性疾病风险增加相关。因此,理解大脑的能量调节机制对于疾病理解和人工智能发展都有重要意义。

关键观点2: 主要研究成果

研究发现了神经元兴奋与线粒体基因转录之间的联系,即兴奋-线粒体基因转录偶联(E-TC mito)。神经元兴奋会增加线粒体基因的转录以提升能量供应,这一过程在衰老小鼠中会被抑制。

关键观点3: 研究的潜在应用

研究揭示了逆转衰老相关认知衰退的潜在策略,并有望为人工智能提供改进启示。人工智能在处理复杂信息时的能耗问题一直是瓶颈,理解生命体的信号偶联机制可能为解决这一问题提供思路。

关键观点4: 研究团队及资助情况

该研究由浙江大学马欢教授团队完成,得到了国家自然科学基金重点项目和科技部科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目的资助。马欢教授是教育部长江学者,近年来在知名期刊发表多篇研究论文。


文章预览

▎药明康德内容团队编辑   被誉为“能量工厂”的线粒体可以通过氧化磷酸化过程产生ATP,为细胞组织功能提供能量基础。大脑作为一个高度复杂的器官,负责了感觉、认知、记忆等各类重要功能,因此需要大量能量来支持其中的神经元活动,这也使神经元的线粒体及能量调控过程变得极为重要。 想象一下当你在超市买东西,人流剧增的情况下,超市会马上多开放几个收银通道加速顾客买单。相对应的,神经元在面临信息量激增时,也需要增加线粒体工作来提供更多的能量供应,而 通过一种低能耗且高效的方式来实现信息的并行处理,是维护大脑正常运转的关键 。 图片来源:123RF 此外,大脑能量调控能力会随着衰老而减弱,并且与神经退行性疾病风险增加相关。因此揭晓大脑调控的能量调节机制,对于理解衰老相关疾病也有着重要帮助,甚至 ………………………………

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