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我们的记忆是我们身份的基石。它们的重要性是阿尔茨海默病和其他形式的痴呆症如此残酷和令人心酸的一个重要原因。这就是为什么我们如此迫切地希望科学能够治愈阿尔茨海默氏症，以及为什么有效的治疗方法迟迟没有出现而令人如此沮丧和悲惨。因此，XNUMX 月份宣布一种新药 Lecanemab 在临床试验中减缓了疾病的进展，引起了极大的兴奋。如果获得美国食品和药物管理局的批准，lecanemab 将成为第二种对抗淀粉样蛋白的治疗方法，β-淀粉样蛋白被广泛认为是导致该病的原因。
然而，lecanemab 的效果是如此微不足道，以至于研究人员争论该药物是否真的会对患者产生实际影响。 Lecanemab 成为一个亮点这一事实说明了阿尔茨海默氏症治疗研究的历史是多么的惨淡。与此同时，对生物学的更深入了解正在激发人们对导致这种疾病的主要替代理论的兴趣。
关于记忆如何运作的猜测至少与柏拉图一样古老，柏拉图在他的一篇苏格拉底式对话中写道“记忆的礼物，缪斯之母”，并将记忆的运作比作灵魂中的蜡印。我们应该庆幸的是，自柏拉图时代以来，科学极大地提高了我们对记忆的理解——不再是蜡印，而是神经元变化的“印迹”。仅在过去的一年里，研究人员就在了解我们记忆的不同方面如何以及在大脑中驻留的位置方面取得了令人兴奋的进展。更令人惊讶的是，他们甚至发现了区分好记忆和坏记忆的生化机制。
因为我们是有大脑的生物，所以我们经常从纯粹的神经学角度来思考记忆。然而，加州理工学院的研究人员于 2022 年初发表的研究表明，即使是发育组织中的单个细胞也可能携带其谱系历史的一些记录。当这些干细胞面临如何专门响应化学信号的决定时，它们似乎依赖于存储的信息。去年生物学的进展还揭示了许多其他惊喜，包括深入了解大脑如何适应长期食物不足以及迁移细胞如何沿着身体路径移动。在来年的启示再次让我们对自己有新的认识之前，值得回顾一下其中一些最好的工作。
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许多与阿尔茨海默病有关的人，无论是通过研究还是通过与患者的个人联系，都希望 2022 年将是辉煌的一年。大型临床试验最终将揭示两种解决该疾病根本原因的新药是否有效。不幸的是，结果没有达到预期。其中一种药物 Lecanemab 有可能稍微减缓一些患者的认知能力下降，但有时也与致命的副作用有关。另一种是gantenerumab，被认为彻底失败。
这些令人失望的结果给三十年来的研究画上了句号，该研究主要基于这样的理论：阿尔茨海默病是由淀粉样蛋白斑块引起的，淀粉样蛋白斑块在脑细胞之间积聚并杀死它们。然而，越来越多的证据表明，淀粉样蛋白只是淀粉样蛋白的一种成分。 更复杂的疾病过程 这涉及破坏性炎症和细胞回收蛋白质的功能障碍。这些想法中的大多数与淀粉样蛋白假说一样早就存在，但才刚刚开始受到应有的关注。
事实上，细胞周围蛋白质的聚集开始看起来像 几乎普遍现象 根据斯坦福大学研究人员去年春天在预印本中宣布的工作，这种现象存在于衰老组织中，而不是淀粉样蛋白和阿尔茨海默氏病特有的病症。这一观察结果可能再次证明蛋白质管理问题的恶化可能是细胞衰老的常见后果。
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原则上，神经科学家长期以来对记忆如何形成有很多了解。他们知道，当大脑感知、感觉和思考时，产生这些体验的神经活动会加强相关神经元之间的突触连接。我们神经回路中的那些持久变化成为我们记忆的物理记录，使得在需要时重新唤起我们经历的电模式成为可能。然而，该过程的具体细节仍然很神秘。今年早些时候，当南加州大学的研究人员描述了一种技术时，情况发生了变化。 可视化这些变化 当它们发生在活体大脑中时，他们用它来观察鱼学会将令人不快的热量与光提示联系起来。令他们惊讶的是，虽然这个过程强化了一些突触，但它却删除了其他突触。
记忆的信息内容只是大脑存储内容的一部分。记忆也被编码 情感“效价” 将它们分为积极或消极的经历。去年夏天，研究人员报告说，神经元释放的一种称为神经降压素的分子的水平似乎充当了该标记的标志。
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地球上的生命始于大约 3.8 亿年前细胞的首次出现。但矛盾的是，在细胞出现之前，一定存在一些分子的集合，它们在做着令人惊讶的栩栩如生的事情。在过去的十年里，日本的研究人员一直在用 RNA 分子进行实验，以了解单一类型的复制分子是否可以进化成一群不同的复制子，正如生命起源研究人员所推测的那样，自然界中一定会发生这种情况。日本科学家发现，这种多样化确实发生了，各种分子共同进化成竞争性宿主和寄生虫，其优势地位不断上升和下降。去年三月，科学家们报告了一项新进展：不同的分子已经开始在一个 更稳定的生态系统。他们的工作表明，RNA 和生命起源前世界中的其他分子同样可以共同进化，为细胞生命奠定基础。
自我复制通常被视为任何生命起源假说中必不可少的第一步，但事实并非如此。今年，尼克·莱恩和其他进化生物学家继续寻找证据，证明在细胞存在之前， “原代谢”系统 涉及复杂的高能反应可能在热液喷口附近的多孔材料中发生。
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一个受精卵细胞如何成长为拥有 30 多个专门类别的 200 万亿个细胞的成年人体？这是发展的本质奥秘。在过去一个世纪的大部分时间里，主要的解释是，在发育中的身体各个部位建立的化学梯度引导细胞到达需要它们的地方，并告诉它们如何分化成皮肤、肌肉、骨骼、大脑和其他组织的成分。器官。
但现在化学品似乎只是答案的一部分。最近的研究表明，虽然细胞确实使用化学梯度线索来指导其导航，但它们也遵循 身体紧张的模式 在它们周围的组织中，就像走钢丝的人穿过绷紧的缆绳一样。身体紧张的作用不仅仅是告诉细胞去哪里。五月份报道的其他工作表明，胚胎内部的机械力也有助于诱导细胞组 成为具体的结构，比如用羽毛代替皮肤。
与此同时，合成生物学家——采用工程方法研究生命的研究人员——在理解控制细胞如何响应化学信号而分化的遗传算法方面取得了重要进展。加州理工学院的一个团队展示了 人工基因网络 可以将干细胞稳定地转化为许多更特化的细胞类型。他们还没有确定细胞中的自然遗传控制系统是什么，但他们的模型的成功证明，无论真正的系统是什么，它可能不需要太复杂。
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大脑是身体中最需要能量的器官，因此进化设计出一种紧急策略来帮助大脑应对长期的食物缺乏也许并不奇怪。爱丁堡大学的研究人员发现，当老鼠必须连续几周靠少量口粮生存时，它们的大脑就会开始以相当于 “低功耗”模式.
在这种状态下，视觉皮层的神经元突触消耗的能量几乎减少了 30%。从工程学的角度来看，这是一个扩展大脑能量资源的巧妙解决方案，但有一个问题。实际上，低功耗模式使视觉系统处理信号的精度降低，从而降低了动物视觉的分辨率。
最近，大脑的工程学观点也提高了我们对另一种感觉系统的理解：嗅觉。研究人员一直在努力提高计算机化“人造鼻子”识别气味的能力。仅化学结构就足以定义我们与各种分子相关的气味。但新的研究表明 代谢过程 自然界中产生分子的物质也反映了我们对分子气味的感觉。在分析中包含代谢信息的神经网络明显更接近于人类对气味的分类。
