ДолголетиеbioRxivGuo, S., Huth, A.3 мин чтенияpreprint
Премоторная языковая область кодирует полную акустико-семантическую иерархию речи
The Premotor Language Area Encodes a Full Acoustic-to-semantic Speech Hierarchy
Карточка статьи
Рубрика
Долголетие
Источник
bioRxiv
DOI
10.64898/2026.07.01.735929
Дата
02.07.2026
Автор
Guo, S., Huth, A.
Время чтения
3 мин
Это предварительная публикация, она не прошла научное рецензирование.
Аннотация
Классические нейробиологические модели человеческой речи и языка подчеркивали доминирующую роль височной доли в восприятии речи, тогда как премоторные области, включая вентральную премоторную кору (PMv), находятся на уровне артикуляционной обработки. Однако нарастающие доказательства из нейровизуализации, клинических и вычислительных исследований предполагают, что премоторная кора может играть более значимую роль в обработке речи, чем артикуляция. Точная степень и функциональная организация этих связей, связанных с речью, остаются неясными. В этом исследовании мы объединили естественное восприятие речи с вычислительными модельными методами для характеристики организации речевых представлений в PMv. Мы функционально локализовали кортикальную область, которая охватывает ранее описанные премоторные речевые области, которую мы называем премоторной языковой областью (PML). Используя акустические, фонемные, семантические и глубокие нейронные представления речи, мы выяснили, что PML содержит представления, охватывающие всю иерархию обработки речи, от низкоуровневых акустических признаков до высокоуровневой семантической информации. Эти представления располагаются вдоль гладкого задне-переднего градиента, с все более абстрактными речевыми представлениями, возникающими по мере продвижения к передней части PML. Более того, этот организационный градиент соответствует канонической иерархии обработки речи в височных слуховых областях. Эти результаты ставят под сомнение традиционное представление о премоторной коре как о в первую очередь акустико-артикуляционной единице и вместо этого идентифицируют PML как иерархически организованную область обработки речи, которая сопоставима с височной слуховой корой. Это предоставляет новую основу для понимания роли премоторной коры в восприятии речи.
Краткое резюме
Исследование показало, что премоторная языковая область (PML) не только участвует в артикуляции речи, но и играет важную роль в обработке речи на разных уровнях, используя различные акустические и семантические представления. Это бросает вызов традиционному пониманию функций премоторной коры.
Практический вывод
Результаты этого исследования открывают новые направления для понимания сложности обработки речи в мозге и могут повлиять на подходы в терапии заболеваний, связанных с речью.
Ограничения
Это предварительная публикация, она не прошла научное рецензирование. Поскольку это предварительная публикация, необходимо провести дальнейшие исследования для подтверждения полученных результатов и определения их клинической применимости.
Охраняемые территории не могут остановить утрату биоразнообразия в изоляции; интеграция их с окружающими территориями, подверженными человеческому воздействию, имеет решающее значение. Однако эта интеграция осложняется значительной гетерогенностью ландшафта на их границах, что затрудняет понимание трансграничных изменений в предоставлении экосистемных услуг. Мы представляем новую структуру для характеристики этих динамических процессов путем анализа градиентов экосистемных услуг вдоль границ охраняемых территорий. Для 16 охраняемых территорий во французских Альпах мы оценили 12 экосистемных услуг, используя сочетание устоявшихся биофизических моделей и новых моделей на основе связности для подвижных видов. Эти данные были сгруппированы в три области, ориентированные на заинтересованные стороны, отражающие соответственно сельские, культурные и городские приоритеты управления. Автоматизированный полиномиальный регрессионный анализ классифицировал границы на пять типов градиентов. Наиболее распространенными были Убывающие Градиенты, представляющие собой снижение экосистемных услуг за пределами охраняемой территории, и Возрастающие Градиенты, имеющие противоположный паттерн. Наш анализ показывает, что эти закономерности обусловлены специфическими конфигурациями ландшафта, выявляя частые компромиссы между тремя приоритетами управления, когда, например, ландшафты, поддерживающие сельские приоритеты, часто ухудшают культурные и городские. Мы также выделяем ключевые возможности для синергии, определяя области, где экосистемные услуги для всех трех приоритетных областей увеличиваются одновременно за пределами охраняемой территории. Эта пространственно явная типология предоставляет мощный диагностический инструмент для проектирования целевых интервенций, таких как приоритизация восстановления местообитаний там, где экосистемные услуги снижаются, или управление сельскохозяйственными ландшафтами для смягчения конфликтов между приоритетами управления, поддерживая более эффективную интеграцию охраняемых территорий в более широкий ландшафт.
Модуляция иммунных клеток как терапевтических инструментов приобрела значительное клиническое значение в лечении рака. Среди них макрофаги представляют собой многообещающую иммунотерапевтическую платформу не только потому, что они могут поглощать опухолевый материал, но и потому, что они существенно формируют опухолевую микросреду через продукцию цитокинов, презентацию антигенов, метаболическую регуляцию и модуляцию других иммунных и стромальных популяций. Липидные наночастицы (ЛНП) позволили перевести РНК-терапии в клиническую практику и, следовательно, считаются золотым стандартом доставки генов. Однако оптимизация ЛНП для доставки РНК в макрофаги остается активной областью исследования. Здесь мы предлагаем модификацию поверхности непегилированных ЛНП с использованием подхода
Инфралимбическая кора (ИЛ) описана как как способствующая, так и завершающая поведенческому поиску вознаграждения, однако обе функции, похоже, являются взаимоисключающими. Мы разрешаем это противоречие, предлагая дуальную ансамблевую модель: одну для предсказания действия-результата и другую для коррекции предсказания. С использованием долговременной минископической визуализации у крыс мы показываем, что в ходе обучения ансамбль предсказателей действия-результата усиливает свою активность, подавляя большинство нейронной популяции ИЛ. По мере стабилизации ситуации энтропия уменьшается, что отражает уточненную предсказательную модель. Во время угасания ансамбль коррекции предсказаний активируется в ответ на отсутствие вознаграждения. Компьютерное моделирование, основанное на этих двух ансамблях, успешно воспроизвело наши экспериментальные результаты. Эта структура объединяет конфликтующие модели, где манипуляции с ИЛ могут либо ускорять, либо полностью прекращать угасание, демонстрируя, что активность ИЛ динамически кодирует предсказательную точность. Наши результаты указывают на то, что ИЛ функционирует как предсказатель действия-результата, элегантно направляющий поведенческую гибкость.
Из-за гетерогенности рака молочной железы (BRCA) и ограниченной терапевтической эффективности в специфических молекулярных подтипах необходимость в выявлении новых и эффективных терапевтических мишеней остается актуальной клинической задачей. Было показано, что транскрипционный фактор играет различные роли в опухолевом развитии и прогрессии, однако его конкретная роль в BRCA остается неясной. Таким образом, данное исследование посвящено изучению эффектов на прогрессию BRCA. Влияние экспрессии было проанализировано в образцах тканей BRCA из базы данных TCGA и клинических образцов. Были созданы клеточные и животные модели для подтверждения влияния на пролиферацию, миграцию и опухолезаболевательность клеток BRCA. Молекулярные эксперименты были проведены для изучения связи между NSUN2 и SALL2 в BRCA и регуляцией клеточного ферроптоза SALL2. В BRCA тканях и клеточных линиях значимо переэкспрессируется. Уменьшение экспрессии приводит к снижению роста, миграции и опухолезаболевательности клеток BRCA в моделях. Метилтрансфераза m5C NSUN2, вместе с ридер-протеином YBX1, модифицирует мРНК с помощью м5C, что стабилизирует транскрипт. Затем он действует как транскрипционный репрессор, связываясь непосредственно с промоторной областью и ингибируя его транскрипционную активность. Подавление активирует клеточную смерть ферроптозом, снижая антиоксидантную защиту GPX4/SLC7A11 и увеличивая экспрессию. Ингибиторы ферроптоза могут обратить рост ингибирующих эффектов, вызванных истощением. В BRCA регуляция происходит благодаря модификации м5C РНК, что дополнительно способствует прогрессированию рака за счет ингибирования клеточного ферроптоза, что подчеркивает его потенциал как прогностического биомаркера и мишени для терапии.
Дым от лесных пожаров представляет собой растущую глобальную угрозу здоровью, в значительной степени из-за выбросов тонких частиц (ПМ). Контрольные сжигания, которые имеют важное значение для поддержания устойчивых лесов в многих местах, также могут снизить выбросы от лесных пожаров в обработанных районах, которые затем сгорают. Однако контрольные сжигания также производят дым, создавая компромисс в их чистом влиянии на выбросы ПМ. Мы разработали математическую модель, показывающую, что при большинстве современных глобальных условий выбросы от контрольных сжиганий редко компенсируют сокращение выбросов от лесных пожаров и, следовательно, в целом увеличивают выбросы ПМ. Анализ 73 предыдущих исследовательских площадок показывает, что сообщенные сокращения чистых выбросов часто основываются на нереалистичных предположениях, например, о том, что все обработки затем подвергаются воздействию лесного пожара в течение их эффективного срока службы. Используя эмпирически обоснованные оценки ожидаемых частот столкновений, мы обнаружили, что контрольные сжигания увеличивают чистые выбросы на 99% площадок, с медианным увеличением на 210% в течение 10 лет (IQR: 70 до 475%), и только 0,06 тонны выбросов от лесного пожара удается избежать на каждую тонну выбросов от контрольного сжигания (IQR: 0,03 до 0,15). Однако контрольные сжигания проводятся намеренно в благоприятных метеорологических условиях, что позволяет дыму рассеиваться более безопасно, чем во время лесных пожаров. Таким образом, вопрос о том, могут ли контрольные сжигания снизить риски для здоровья, увеличивая выбросы, и о том, можно ли снизить их эмиссионное воздействие по сравнению с текущей практикой, является критически важной областью для будущих исследований. Тем не менее, контрольные сжигания имеют множество целей и преимуществ; они остаются необходимыми для управления лесами и уменьшения рисков.
Ветераны британской программы ядерных испытаний представляют собой возрастную группу бывших военнослужащих, которые могли подвергнуться воздействию ионизирующего излучения в ходе участия в ядерных испытаниях. Настоящее исследование было направлено на сравнение соматического мутационного ландшафта когорты из 30 ветеранов ядерных испытаний с соответствующей по возрасту когорте из 30 ветеранов-контролей. Варианты были определены на основе общедоступных данных полногеномного секвенирования с использованием биообработочной схемы, разработанной в соответствии с эталонными подходами, определенными Институтом Броуда. Полученный набор сырых SNV и INDEL вариантов для каждого отдельного ветерана подвергся нескольким этапам фильтрации, чтобы уменьшить шум, возникающий от общих мутаций, прежде чем среднее количество и типы были сопоставлены для каждой когорты с использованием теста Груббинса. Геномное распределение этих вариантов также было исследовано путем оценки наличия кластеризации мутаций, характерной для воздействия радиации (SNV и/или INDEL, происходящие в пределах 10 пар оснований) с использованием скользящего окна размером 10 пар оснований, а также отдельным идентификацией мутационных сигнатур путем подгонки SNV к базе данных COSMIC Human Cancer v3.4. При сравнении когорт ветеранов ядерных испытаний и контроля мы не обнаружили статистически значимого увеличения частоты какого-либо типа вариантов или кластеров. Dominant SBS сигнатуры в обеих когортах были характерны для процесс старения. Качественная оценка функционального воздействия наиболее часто наблюдаемых вариантов в каждой когорте показала, что они также ассоциированы с возрастом. Например, в контрольной когорте были обнаружены варианты в LINC02098-ETS1 и RCL1, генах, связанных с классическими возрастными состояниями, такими как потеря волос и остеоартрит. В когорте ветеранов ядерных испытаний мы наблюдали множественные варианты, влияющие на ген CHODL примерно у 40% участников. CHODL кодирует хондролектин, белок, важный для поддержания структурной целостности и функции тканей. В заключение, отсутствие значительных генетических различий между когортами, наряду с преобладанием мутаций, связанных с возрастом, согласуется с тем, что процесс старения является одним из основных факторов наблюдаемого соматического варианта у этих ветеранов, затмевая любые потенциальные воздействия окружающей среды, включая историческое воздействие радиации.