投稿问答最小化  关闭

万维书刊APP下载

读科研丨神经假体解码大脑活动拼出完整语句

2022/11/21 10:06:07  阅读:194 发布者:

是真理占有我,而不是我占有真理。

——马克思

294

无需言语、读人所想

神经假体解码大脑活动拼出句子

近日,英国《自然·通讯》杂志报告一项神经科学最新研究,美国加利福尼亚州立大学团队开发了一种新设备,能够在一名失语瘫痪患者无声地尝试拼读出词汇时,解码被试者的脑活动构成完整句子。这些发现凸显出无声控制的语言神经假体通过基于拼读的方法生成句子的潜力。

神经假体是一种替代缺失神经系统功能的设备,有望为因瘫痪而无法说话或打字的患者恢复交流能力。然而,人们尚不清楚无声地尝试说话时,是否可用神经假体去控制交流。

此前研究表明,一名失语瘫痪患者的假体系统可以解码多达50个词。科学家将一个由电极组成的神经假体植入一名已瘫痪十余年的40岁男性志愿者的大脑表层,覆盖住控制语言的区域,然后通过电脑分析他在尝试说一些常用词时的脑电波模式,借助机器学习算法最终分辨出了50个单词。然而,这一系统受限于特定词汇表,参与者必须尝试大声说出这些词,而由于瘫痪,这需要参与者付出极大的努力。

此次,同一研究团队新设计了一个神经假体,可以将脑活动转译为单个字母,实时拼出完整句子。团队在一名患者身上应用,该患者由于声带和肢体严重瘫痪而交流受限,通过解码与音标相关的脑活动,科学家们将此前方法拓展出了更大的词汇量。

在测试中,参与者尝试无声地说出每个字母发音时,这一设备能够解码参与者的脑活动,从一个1152词的词汇表里,以每分钟29.4个字符的速度生成句子,平均字符错误率是6.13%。在进一步实验中,团队发现这一方法可推广至含有超过9000词的词汇表中,平均错误率为8.23%

这些结果表明,基于拼读方法、利用语音编码词汇生成句子的无声控制语言神经假体具有相当潜力,但还需进一步工作表明该方法是否能在更多患者中重复。

作者:张梦然 来源:科技日报

CRISPR个性化疗法获重大进展

基因编辑T细胞治癌开始人体试验

非病毒工程改造的免疫细胞可用于个性化治疗癌症,英国《自然》杂志近日发表的一项研究,报道了这一改造细胞的重大进展及其人体临床试验。该方法使用CRISPR基因组编辑(一个源于细菌的系统),生成了患者特异性T细胞,安全性良好。虽然目前患者反应的临床获益有限,但这项研究证明了该治疗策略的潜在可行性。

利用人体免疫系统的力量治疗癌症是一个富有吸引力的目标。T细胞表面受体(免疫系统参与识别特异性抗原并作出应答的关键部分)能发现癌细胞,因为癌细胞基因组中的单个突变会改变细胞表面蛋白。分离这类能发现癌细胞的T细胞受体,利用它们生成治疗性T细胞,或为治疗难治性癌症开辟一条新途径。

此次,美国加州大学及细胞疗法公司PACT Pharma的研究人员开发了一种方法,他们使用CRISPR-Cas9基因组编辑系统在癌症患者的T细胞内插入了癌症特异性T细胞受体,借此生成个性化的抗癌免疫细胞。

Ⅰ期临床试验中,16名对标准疗法无效的转移性实体瘤患者(多为结直肠癌)使用基因工程改造的T细胞进行治疗,这些T细胞能表达靶向个体癌症突变的个性化T细胞受体。在16名受试者中,该疗法使5人病情稳定,其他11名患者的病情进一步发展,只有2名患者出现了T细胞疗法导致的不良反应,而所有患者都出现了预期中的、与同步进行的化疗相关的不良反应。

团队强调,目前该方法有一定的局限性,比如表征潜在抗原以及分离、克隆、测试T细胞受体都需要时间,且患者特异性T细胞受体与相应抗原的亲和力各异。他们指出,一些流程在试验期间得到了优化,今后还有进一步优化的空间。

作者:张梦然 来源:科技日报

人造血细胞首次实现异体输注

将有效改善罕见血型患者需求

近日,据英国剑桥大学官网报道,研究人员首次将在实验室培养的红细胞作为输血试验的一部分,输注给另一个人。如果试验被证明安全有效,人造血细胞或将彻底改变镰状细胞和稀有血型等血液疾病患者的治疗。对于某些患有这些疾病的人来说,很难找到足够匹配的献血。

这是第一次给患者输入来自同种异体供体的实验室培养的血液。剑桥大学输血医学教授和血液学顾问、英国国民保健制度(NHS)血液与移植中心首席研究员塞德里克·格瓦特教授表示,他们希望实验室培养的红细胞比来自献血者的红细胞寿命更长。如果该试验成为世界上第一个成功的案例,将是目前需要定期或长期输血患者的曙光。因为频繁输血可能造成铁过载,导致严重的并发症。

该试验也是使实验室培养的红细胞用作未来临床产品的第一步,据悉,研究团队现在已能够将足够的红细胞培养到医疗级。在可预见的未来,人造细胞只能用于极少数具有非常复杂输血需求的患者。

截至目前,已有两人输注了实验室培养的红细胞。他们受到密切监测,尚没有报告任何不良副作用,输注的实验室培养细胞的数量各不相同,约为5~10毫升。

还有至少10名参与者将接受至少相隔4个月的两次小型输血,分别是标准捐赠的红细胞,和实验室培养的红细胞,以了解实验室制造的年轻红细胞是否比身体内制造的细胞持续时间更长。

在改善对罕见血型患者或有复杂输血需求患者的治疗方面,这一研究被认为是向前迈出了一大步。

NHS血液和移植部输血医学主任法鲁克·沙阿博士说:“这项世界领先的研究为制造红细胞奠定了基础,这些红细胞可安全地给镰状细胞疾病患者输血。虽然仍需通过正常献血来提供绝大多数血液,但已使患者们受益匪浅。”

作者:张梦然 来源:科技日报

DNA条形码揭示癌细胞逃避免疫能力

据澳大利亚悉尼加文医学研究所近日的新研究,一些癌细胞可部署并行机制来逃避免疫系统的防御,而且能抵抗免疫治疗。研究人员发现,通过抑制杀伤性T细胞的活动,并阻碍免疫系统标记肿瘤细胞,乳腺癌细胞能够复制和转移。该研究已发表在《自然·通讯》杂志上。

此次研究使用了DNA条形码技术,条形码是一种从一代细胞传递到下一代细胞的序列。研究人员使用了标记有已知DNA条形码的小鼠乳腺癌细胞,可以看到更具侵略性和抵抗力的细胞来自哪里,条形码使他们能追溯到原始细胞,看它是增大还是缩小。

研究小组发现,在接受治疗之前,癌细胞就已多样化了。一些细胞获得了逃避免疫的能力,这意味着它们具有逃避免疫系统的先天能力。这些细胞似乎用并行的方法做到了这一点:一种方法是抑制杀伤性T细胞的活动,这通常会摧毁有害细胞;另一种是减少细胞上MHC1的表达,这是免疫系统识别有害细胞的标志。

虽然免疫疗法对许多癌症是一种有效的治疗方法,但在一些人身上,他们的癌细胞进化出逃避免疫系统的能力。在这一被称为免疫编辑的过程中,肿瘤细胞和免疫细胞之间的相互作用导致许多癌细胞被免疫系统摧毁,但留下一些未被检测到的癌细胞,这些癌细胞继续生长和扩散。

换言之,肿瘤不断进化和多样化,免疫系统的行动或化疗等治疗就像修剪一棵树,使一些癌细胞被消灭,但树上剩余的树枝会继续生长。

研究人员还研究了细胞的遗传学,但没有发现与之相关的基因,这表明可能是表观遗传学在发挥作用。癌细胞逃脱免疫系统和免疫治疗的机制可被用作治疗的潜在靶点,以阻止肿瘤细胞适应和扩散。未来的另一个应用可能是在预后方面,这种机制可用于判断哪些患者可能对免疫治疗没有反应。

作者:张佳欣 来源:科技日报

我国科学家揭示肠道真菌菌群对人体健康影响

近日,中山大学附属第六医院左涛研究员团队在《柳叶刀·微生物》上发表综述,揭示肠道菌群对人体健康和肠道稳态的重要作用。

肠道真菌菌群是人类肠道微生物组中一个微小但非常关键的组成部分,参与调节宿主免疫同源性、病理生理过程以及共存于肠道的细菌微生物组的组装。过去十年里,越来越多的研究对健康和多种病理条件下的肠道真菌菌群进行分析,研究结果表明,肠道真菌菌群协同肠道细菌菌群会影响人类健康和疾病的形成发展。

团队发表的综述,回顾了健康人群从出生到成年过程中肠道真菌菌群的组成与功能多样性。该研究从影响肠道菌群的因素(包括饮食、药物、年龄、遗传和免疫系统)、肠道真菌菌群在疾病和治疗中的作用,特别是它们与肠道细菌菌群对宿主免疫的协调作用等角度进行分析,并对肠道真菌菌群的基本组成和转化研究的最新进展进行综述,明确了致病性、益生性和条件性真菌在疾病发生过程中的作用,强调了肠道真菌-细菌的相互作用在宿主生理学和病理生理学中的生态效应。

除了细菌和病毒,人体胃肠道也是大量真菌的寄生之处,其寄生数量占肠道微生物数的0.1%。肠道真菌菌群的失调与人体免疫、代谢、神经系统等许多疾病密切相关,如肥胖、糖尿病、炎症性肠病、结直肠癌、阿尔茨海默病、癌症等。

以肠道真菌中的念珠菌为例,其会影响肠道细菌微生物组的组装和功能。肠道真菌、细菌和宿主免疫之间的相互作用,是人类免疫同源性的基础,影响着机体健康的维持、疾病的发生及发展。然而,在对于微生物群的研究中,肠道真菌在很大程度上仍被忽视,现有的真菌群研究结果也没有在临床实践中得到充分利用。

该研究综述讨论了肠道微生态疗法中肠道真菌的作用,并强调了将理论转化为临床实践的途径,特别提到在临床治疗方面,可利用肠道真菌菌群、细菌微生物组和宿主免疫这三方之间的关系,恢复肠道真菌菌群和微生物组以提高临床疗效。

作者:叶青 简文杨 唐小雨 来源:科技日报

转自:“建强伟业科研服务”微信公众号

如有侵权,请联系本站删除!


  • 万维QQ投稿交流群    招募志愿者

    版权所有 Copyright@2009-2015豫ICP证合字09037080号

     纯自助论文投稿平台    E-mail:eshukan@163.com