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Cell Reports : 人脑中的湍流状动力学

湍流促进了物理系统中跨尺度的能量/信息快速传输。这些特性对大脑功能很重要,但目前尚不清楚大脑内部的动态主干是否也表现出动荡。利用来自1003名健康参与者的大规模神经成像经验数据,我们展示了类似湍流的人类大脑动力学。此外,我们还建立了一个耦合振荡器的全脑模型,以证明与数据最匹配的区域对应着最大发达的湍流样动力学,这也对应着对外部刺激处理的最大敏感性(信息能力)。该模型通过遵循作为布线成本原则的解剖连接的指数距离规则来显示解剖学的经济性。这在类似湍流的大脑活动和最佳的大脑功能之间建立了牢固的联系。总的来说,我们的研究结果揭示了一种分析和建模全脑动态的方法,表明一种湍流样的动态内在主干有助于大规模网络通信。 2.简介

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Nature|转录因子NRF1结合和DNA甲基化的竞争性抑制

目前已经报道了一些转录因子可以结合甲基化的区域,如转录因子REST和CTCF,并且导致结合位点发生去甲基化。本研究作者使用Dnmt3a,Dnmt3b和Dnmt1三突突变体,在突变体背景下,全基因组的DNA甲基化水平发生了下降。通过DHSs-seq测序,DNA甲基化低的区域往往也有DHS-seq信号存在(图1a),为很强的负相关。通过对比DNA甲基化TKO突变体和野生型,作者鉴定了野生型特异和突变体特异的DHS区域(图1b)。作者分别鉴定了TKO(triple knockout)特异和野生型(WT)特异的DHS区域,衡量了其甲基化水平。发现TKO特异DHS区域其本底(野生型)甲基化水平非常高(图1c),也暗示了一些高甲基化区域发生了去甲基化,形成了DHS结合位点。作者接下来分析了不同的转录因子motif在TKO特异背景下的存在比率(图1d),发现了其想研究的NRF转录因子(图1d和e)。

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Cerebral Cortex:疼痛热刺激引起的脑功能网络分离与整合

目前的研究旨在确定热痛期间大脑网络整合/分离的变化,使用高时间分辨率的网络连接事件优化方法。参与者(n = 33)主动判断施加于前臂掌侧的热刺激是否疼痛,然后在每次试验后评价温暖/疼痛强度。我们表明,试验中整合/分离的时间演化与疼痛的主观评级相关。具体来说,大脑在处理疼痛刺激时从隔离状态转变为整合状态。在所有的网络中,与主观疼痛评分的关联发生在不同的时间点。然而,当在较低的时间分辨率下测量时变功能连接时,评分和整合/分离之间的关联程度消失了。此外,与疼痛相关的整合增强在一定程度上可以通过网络之间连接的相对增加来解释。我们的研究结果强调了在单一时间点尺度上研究疼痛和大脑网络连接之间关系的重要性,因为通常使用的连接数据的时间聚合可能导致网络连接的细尺度变化可能被忽视。整合/分离之间的相互作用反映了大脑网络之间信息处理需求的变化,这种适应既发生在认知任务中,也发生在痛感处理中。

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