那么，大脑中的神经元是如何利用葡萄糖的呢？这个问题长期以来困扰着科学家们。一直以来，科学家们怀疑葡萄糖可能主要由胶质细胞代谢成乳酸，后者再输出到神经元作为主要燃料支持有氧呼吸（乳酸穿梭）。然而，支持这一理论的证据非常有限——部分原因是科学家很难在实验室中培养不含神经胶质细胞的神经元。而目前的代谢组学和代谢成像方法如18氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描([18F]FDG-PET)难以区分神经元和胶质细胞对葡萄糖摄取和代谢的贡献。

而最近，来自美国格拉德斯通研究所（Gladstone Institutes）和加州大学旧金山分校 (UCSF) 的研究人员对神经元如何消耗和代谢葡萄糖，以及它们如何适应葡萄糖短缺有了新的认识。他们的研究近日发表在CellReports 上【2】。这项新发现或将推进针对阿尔茨海默氏症和帕金森氏症新疗法的研发，还有助于更好地了解如何随着年龄的增长保持大脑健康。

图片来源：参考文献【2】

图片来源：参考文献【2】

人类神经元通过糖酵解代谢葡萄糖

为在实验室培养不含神经胶质细胞的神经元，Nakamura 的团队使用诱导多能干细胞（iPS 细胞）来产生纯人类神经元。IPS 细胞技术让科学家能够将从血液或皮肤样本中收集的成体细胞转化为体内的任何细胞类型。然后，研究人员将神经元与一种葡萄糖示踪物[U-13C]混合24小时后进行代谢组学分析。为量化糖酵解（glycolysis）、磷酸戊糖途径 (PPP) 和三羧酸酸（TCA）循环的代谢物，研究人员首先使用离子色谱法质谱联用 (IC-MS) 解析丙酮酸（pyruvate）和葡萄糖-6-磷酸（glucose-6P）并分析培养基中的代谢物水平，之后使用超高效液相色谱法质谱联用 (UPLC-MS) 来解析葡萄糖、果糖等六碳糖。该实验表明，神经元本身能够吸收葡萄糖并将其加工成更小的代谢物。

为了准确确定神经元如何使用葡萄糖的代谢产物，研究人员利用CRISPR 基因编辑技术从细胞中敲除了丙酮酸激酶（PKM）。PKM是糖酵解所必需的，而糖酵解是细胞通常代谢葡萄糖的主要途径。实验结果显示在没有胶质细胞的情况下，神经元可以从糖酵解中获得大部分丙酮酸。

图注：人类神经元通过糖酵解代谢葡萄糖

图片来源：参考文献【2】

葡萄糖的摄取与糖酵解水平  影响雌性小鼠大脑健康

Nakamura 团队接下来利用小鼠以研究在活体动物中神经元葡萄糖代谢的重要性。他们对动物的神经元进行了工程改造，分别使其在海马体区域的CA1神经元缺乏负责葡萄糖吸收的转运蛋白GLUT3和糖酵解所需的激酶PKM1（丙酮酸激酶的主要神经元亚型，催化糖酵解的最后一步）。为研究神经元中某些分子产物的空间分布和表达水平，UCSF的Chaumeil开发出基于超极化碳 13 的神经成像方法（HP13C MRS）。她团队的成像显示了当神经元中的糖酵解被阻断时，小鼠大脑的新陈代谢是如何变化的【3】。研究人员进一步研究糖酵解水平的变化对大脑功能的影响。结果表明，随着年龄的增长，雌性小鼠出现了严重的学习和记忆问题。

图注：雌性 GLUT3cKO 小鼠的 CA1 和总脑容量较小

图片来源：参考文献【2】

图注：随着年龄的增长，雌性小鼠的学习记忆能力对糖酵解依赖性需求增强

图片来源：参考文献【2】

神经元依靠糖酵解来维持突触处的 ATP 水平

为进一步探究糖酵解水平降低是如何损害 CA1 神经元功能的，研究人员用 Cre 或空载体共转染 GLUT3lox/lox 和 WT 神经元，再利用 ATP 荧光共振能量转移 (FRET) 传感器检测对ATP 水平。他们发现神经元依靠糖酵解来维持突触处的 ATP 水平，进而维持神经元的正常功能。

图注：神经元依靠糖酵解来维持突触处的 ATP 水平

图片来源：参考文献【2】

神经元应对糖酵解受阻的补偿策略

当糖酵解受阻时，神经元有什么补偿策略以维持自身的功能吗？研究人员使用空间基因组学来检查 7 个月大的 GLUT3cKO 和 WT 小鼠 CA1 神经元中的基因表达情况，并对 CA1 神经元中的差异表达基因（DEGs）进行了无偏分析。与碳水化合物或线粒体能量代谢相关的基因被识别出来。线粒体基因包括 Iars2，它编码线粒体异亮氨酸-tRNA 合成酶，其突变会导致 Leigh 综合征等一系列呼吸链功能受损的临床疾病。还包括 Echdc2，它编码一种参与脂肪酸 β 氧化和缬氨酸分解代谢的线粒体蛋白，其缺乏也会导致 Leigh 综合征；以及黑色素细胞诱导转录因子基因 Mitf，可调节 PDH62 和 PGC1α的表达，同时增加氧化磷酸化，在呼吸条件下提高 ATP 水平。事实上，在 GLUT3cKO 小鼠的 CA1 神经元中，Mitf 表达通过免疫荧光增加。

调控能量促进大脑健康

“我们开展的研究为进一步了解葡萄糖代谢如何变化和导致疾病奠定了基础，”文章通讯作者Nakamura 说。

他的实验室正计划与 Chaumeil 的团队合作，在未来研究神经元葡萄糖代谢如何随着神经退行性疾病而变化，以及基于能量的疗法如何靶向大脑以增强神经元功能。

参考文献：

【1】Bélanger, M., Allaman, I., & Magistretti, P. J. (2011). Brain Energy Metabolism: Focus on Astrocyte-Neuron Metabolic Cooperation. Cell Metabolism, 14(6), 724–738. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2011.08.016

【2】Li, H., Guglielmetti, C., Sei, Y. J., Zilberter, M., Le Page, L. M., Shields, L., Yang, J., Nguyen, K., Tiret, B., Gao, X., Bennett, N., Lo, I., Dayton, T. L., Kampmann, M., Huang, Y., Rathmell, J. C., Heiden, M. V., Chaumeil, M. M., & Nakamura, K. (2023). Neurons require glucose uptake and glycolysis in vivo. Cell Reports, 42(4). https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.112335

【3】GladstoneInst. (n.d.). Sugar rush: Scientists discover key role of glucose in brain activity. EurekAlert! Retrieved April 23, 2023, from https://www.eurekalert.org/news-releases/986852

来自： 生物谷

德勤的中端市场技术调查首次解决了IT投资的人才问题。在许多情况下，技术正在增加人力，而不是让他们过时。工作性质正在从低价值的常规任务转向高阶分析和发明。通过这一过程，私营公司享受着无数的好处，从提高生产力到更好的客户参与，再到形成全新的业务线。

员工不仅没有被排除在外，而是以各种方式分享了一些技术上的恩惠：

新工作：近一半的受访企业报告计划雇佣的人数超过实施新技术之前的计划，只有1/4的企业认为他们需要更少的人才。

新技能：私营公司表示，培训员工获得新技能对扩大企业高技术员工数量影响最大。

新的灵活性：公司计划越来越多地依赖“零时员工”，包括基于合同的和非全职的，以帮助实现他们的技术战略目标。

技术几乎触及每个操作领域，需要在高层管理人员和技术领导者之间进行新的协作和责任分担。

另一方面，信息安全问题正在以新的方式将私营企业领导者聚集在一起，讨论涉及云、物联网、机器智能和认知计算的IT解决方案。好消息是，一些公司可以设定正式的政策和程序，以帮助平衡技术的机遇和风险。

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私人定制：打破传统，实现突破

对于定制产品，很多人可能并不陌生。但是对于定制家电，目前尚还处于起步阶段。在经济大环境不利的局面下，家电行业一直在寻求发展突破口，于是就在近几年市场上出现了满足消费者个性化需求的“定制家电”，不过之前出现的家电定制可以说用“集中定制”来形容更加贴切，即征集有同类需求的消费者共同参与投票，最后决定生产什么样的产品。而这些产品相对于厂家推出的常规产品，往往也只是多了一些可以选择的功能组合而已，并非真正的“私人订制”。此外，还有一些定制家电只是在原有外观基础上使用一些特殊的图案，作为一种外观个性化的差异营销。

此次康佳发布的定制壁纸电视，凭借先进的技术和理念，第一次面对消费者进行真正意义上的“私人订制”，这是电视行业，乃至家电行业的一次重大突破。康佳定制壁纸电视打破传统电视产品的设计局限，通过OLED的技术研发和挖掘、软硬件的深度开发，将各类芯片及音响等原件都集成在屏体下方的Smart Bar内。在使用中，iphone8还要薄一半的3.66mm超薄OLED屏体吸附在墙上，宛如一张壁纸贴在墙上，极为震撼。而机身颜色和音箱均可以实现私人定制。

物随心动：外观、音响多元定制

通过技术上的不懈努力和追求，康佳定制壁纸电视完美诠释“定制”的真正内涵。康佳集团经过无数的次的硬件适配和软件优化，可以根据消费者的需求，通过不同软硬件的搭配，实现不同的功能，满足差异化的需求。

首先，康佳壁纸电视在外观上实现差异化选择，上市初期有多款外观可供消费者选择，后期还会根据消费者的要求，开发更多的选择。

其次，对电视声音比较在意的消费者，康佳壁纸电视提供JBL、哈曼卡顿和Atmos三大品牌可供选择，三款音响均和电视的其它硬件和软件进行完美匹配和优化，可准确传达声音的各个细节，带给消费者专属沉浸式的视听体验。

特别值得一提的是，作为智能电视的巅峰之作，康佳定制壁纸电视植入人工智能基因，以语音识别作为切入点构建人工智能生态。纵览市面上的语音操控，都是通过遥控器或手机实现，无法真正的解放双手，而康佳定制壁纸电视搭载far-field远场语音智能识别技术、4路阵列式麦克风及降噪技术，可实现智能回声消除，将设备自身播放的声音从麦克风接收到的信号除去，显著提升语音听感和识别效果。

未来画卷：开启全球彩电新生态

私人定制，是非常具有时尚性和个性化的市场行为，这对消费者的吸引力非常大。随着近年来家电产品同质化现象的越来越严重，定制业务无疑戳到了消费者的“痛点”。再加上年轻消费群体的增多，对新事物和高科技产品的接受度越来越高，康佳定制壁纸电视无疑开启了家电行业私人定制的先河，打破原有的供需关系，勾画出一个美好的未来画卷。

业内专家表示：康佳定制壁纸电视的发布对全球彩电生态具有重要意义，一来打破了高端产品由企业制造、消费者被动购买的消费模式，转变为消费者、企业交互性购买场景，大大加强了消费者的购买欲望；二来康佳定制化壁纸电视在同质化日益严峻的消费电子领域杀出“重围”，个性化的设计更加符合不同装修风格的家居环境，而且可针对不同层次不同偏好的人群提供不同的服务。

此外，随着国家对高新产业的逐渐重视以及相关政策的出台，再加上国内企业加大研发力度，而定制家电也有望实现“遍地开花”，成为家电行业新的增长点。无疑，康佳集团提前布局，先人一步，成为未来家电进步的先驱者。

一、人工智能：42%的复合增长率，有望在2021年达到66亿美元

人工智能（AI）是指利用机器或软件描述、模仿人类大脑的智慧。在医疗健康领域，人工智能旨在通过协助医疗从业人员来改善患者的治疗效果。人工智能能够彻底地分析和记忆医疗知识，因此可以提供更加优质的临床和药物建议。人工智能有能力及时给内科医生和研究人员提供储存在电子医疗记录中与临床相关的、实时的、有价值的信息。

人工智能有望在在医疗健康领域实现全球的广泛运用，预计在2021年它将实现42%的复合增长率。人工智能可以实现更理想的治疗结果、降低治疗成本，同时用更简洁的工作流程和以病人为中心的治疗计划消除不必要的医疗压力。这些都是人工智能能够在医疗健康领域取得广泛运用和飞速发展的原因。

预计在2020年之前，一些慢性疾病如癌症、糖尿病已经可以在几分钟内被诊断出来，通过使用识别特有的生理特征，提供实时3D画面的认知系统。同时，人工智能还有望覆盖全美90%（全球60%）的医院和保险公司。从另一个方面来看，人工智能也会向70%的患者提供更便利、更便宜的优质服务。

在数字图像处理、类型识别和机器学习人工智能等平台的帮助下，人工智能持续为我们提供更可靠和准确的医疗影像分析。例如初创公司Butterfly Network，已经成功研发了一款能够实时创建3D医疗影像并发送相关数据到云端，然后进行识别特征和自动诊断的手持3D超声波仪器。人工智能提供的这种临床帮助将会给整个医疗影像诊断市场带来显著的影响。

人工智能可以提供一些创新的、自动的患者指南和交互式方法，例如可以利用先进的面部识别和运动捕捉软件提来观察患者的满意程度，这已经开始影像观测治疗方案的进程。相同玩法的新玩家有望迅速占据这部分医疗市场。

IBM旗下的Watson Health最近以26亿美元收购了Truven Health Analytics，此举开创了一个医疗数据分析方面的重要的领域，进一步加强了IBM在医疗市场的重要地位。

二、免疫疗法：Checkpoint inhibitors实现了139%的复合增长率（CAGR）

免疫疗法关注人类自身免疫系统在应对肿瘤的能力，因此有望改善我们对于癌症的治疗方案。免疫疗法在延长个人存活期和为众多患者提供便利等方面开疆破土。例如，对于恶性黑色素瘤的治疗，如今几乎没有治疗方案，无法满足众多患者的医疗诉求。每年有超过160000个患者被诊断患有恶性黑色素瘤，每年由此引发的死亡人数达40000人之多。

免疫疗法的未来发展前景主要集中在它可以被不同患者广泛运用。一旦肿瘤诊断的算法被准确设置，这项技术的潜力是无穷的。尽管checkpoint inhibitors如今占据了临床治疗领域的头条，但还有很多有潜力的方案同样不容小觑，例如新型分子的创建，包括嵌合抗原受体，融合新型和传统药物的治疗，用药方案的完善和疫苗。市场对checkpoint inhibitors的估值在2015年达到30亿美元，同时有望在2020年前达到211亿美元，实现139%的复合增长率。

三、液体活检（Liquid Biopsy）：有望实现非侵入性地监控肿瘤

液体活检从血液样本中提取出癌细胞，有望通过非侵入性地观测癌细胞来变革整个癌症治疗领域。如今，为监测不断变化的肿瘤，我们需要不断地进行活检，这对患者来说是一个不小的煎熬。液体活检为诊断公司提供了有利可图的投资机会。血液的生物标志物例如ctDNA 和 CTCs如今拥有着极大的潜力。在不对机体进行入侵的前提下去追踪和监控肿瘤。据估计，液体活检有望在两年内成为组织活检的得力帮手。这项技术被认为可以在CT扫描和患者情况进一步恶化以前提供更有效的检测。液体活检最大的优势是靠检测血液就可以得到结果，不像组织活检要先费力找到“检测对象”。

四、CRISPR/Cas9 (RT)生物系统：颠覆传统研发和产品生产过程

CRISPR/Cas9，一项基因编辑技术，可以准确地对DNA实现定制改变，同时保证成本和有效性。简而言之，这项技术有望彻底颠覆全球生命科学领域的传统研发和产品的生产过程。这项技术在2014年横空出世，各大公司争先恐后地对这项技术进行研究和开发。Sangamo Biosciences公司是开发这类技术中–Zinc Finger Nucleases（临床治疗开发）受益最大的一个。其他的公司例如CRISPR Therapeutics 和 Editas Medicine,将目光主要集中在CRISPR上，他们已经募集到了数百万美元的风投资金。

广受追捧的人类基因剪辑除了可以运用在医疗治疗领域，还可以运用在其他领域，如农业、专业化学等。这项技术在市场的应用价值早已超过了在研究领域的价值。基因剪辑如今有能力做到以下几点：

准确地改善农作物和动物的特征

提高粮食作物的收成和营养

创作出能够忍受摧残、害虫和极端天气状况的作物

繁殖出更强壮、拥有更强抗病性同时营养价值更大的农场动物

一项对NIH资金项目的分析中提到了，从2013到2015年，CRISPR/Cas9 在天文领域有很广泛的运用。从2013年到2014年，这个领域的资金增加了7倍，从2014年到2015年，资金又翻了3番。学术研究者不是唯一使用CRISPR/Cas9 的终端用户，因为CRISPR/Cas9在临床治疗领域也有很大的空间。这项技术超越了它的很多前辈如RNAi, TALENs 和ZFN，有望在接下来的几年中成为一个价值数百万美元的新型市场。

五、3D打印:一项颠覆器官和组织修复领域的技术

3D打印由于能够定制所以在医疗健康领域有广泛的运用。定制化治疗可以在很大程度上减少手术次数和医疗成本。目前，这项技术广泛的运用在身体支架、假肢（骨科植入物）和医疗设备（牙齿移植物和助听器）等方面。对于3D打印来说，一个改变它命运的领域将会是在组织打印，如打印肝脏、心脏、耳朵、手和眼睛，或者打印具有合成组织和器官的功能的小型活体。这项技术可以在手术中修复或者取代受创伤的组织和器官。

据统计，全世界超过100万的居民需要进行肾脏移植手术，然而这其中只有接近5000能够被移植，因为捐献的器官远远不够。合法捐赠器官的缺乏导致了全世界非法移植器官的盛行。这项3D打印技术在医疗领域的运用有望在2025年之前创造60亿美元的价值，因为在这个领域有很多杰出的公司如 Arcam AB, Organovo Holdings Inc.,Services Inc. 和Stryker。

以上五项技术具有极大的潜力彻底颠覆医疗健康行业，从而改变我们的世界。

零售业务模式正在发生天翻地覆的变化，行业十分清楚这一点。

最近的一项研究表明，58%的零售商认同如果企业仅关注实体店，将在不久的将来无法生存下去；72%的受访者表示，一个或者多个知名商家将在未来一至三年内消失。

传统的零售业务模式已经历了数百年的洗礼：选择店址，培训店员，建立商品分类，管理供应和分销链，从而吸引和留住客户。

目前的技术推动了两种结构性转变­，一是使行业外部的竞争者能够颠覆传统的零售业务模式，二是彻底改变了消费者的期望。结果就是我们所知的那样：行业将在未来10年内经历一次巨大变革。

图片转自NRF2016

根据Vision Critical的研究，分享型经济的概念越来越流行。在2015年，美国51%的互联网用户与同伴进行沟通联系，使用信息技术进行商品和服务交易，这比2014年上升了12个百分点。到2025年，整个供应生态系统将会因为消费者全面接纳分享型经济而彻底转型。

图片转自Forbes

消费者将可以使用3D打印机设计自己的产品，这预计将会产生价值4万亿美元的3D打印产品。消费者将有更多机会成为商品的共同所有者，共享水平远远超过目前的Rent The Runway和Lending Luxury等模式。人们可以通过Turo开邻居家的保时捷去兜风，通过Splinster借某人的滑雪板去周末旅行，或者使用DogVacay成为宠物狗的主人。

随着新的工具和数字化信息的飞速增长，零售商有越来越多的渠道可以直接联系消费者。多年来，零售商一直不懈追求全渠道销售能力，力求在每一个接触环节为消费者提供无缝购物体验。而目前，零售商真正需要利用的渠道只有一个，那就是：消费者。

零售商需要更加积极主动的应对，以保持自身的竞争优势并增加市场份额。因此，零售商正采用能够分析大量非结构化数据的认知技术，让自己可以更全面地了解消费者行为，在任何时候都可以提供差异化、个性化的购物体验。一项IBM的研究表明，94%熟悉认知计算的高管都曾表示，他们很可能在不久的将来在认知计算技术上进行投资。

图片转自vimeo

零售行业同样正在认识到物联网(IoT)的巨大潜力，从物联网的传感器和设备收集到的数据可用于提升消费者体验、优化店铺运营以及改善库存及供应链管理。分析机构预测，物联网零售市场将在5年内增长20%，规模将达到350亿美元。

很快我们可以选择动态或静态的数据流，这些数据流将会通过我们家里、车里和工作场所的所有产品不断更新我们的个人背景信息。

与认知计算结合之后，物联网生成的数据可以帮助零售商了解颠覆的市场格局和不断变化的客户期望并及时作出响应。

到2025年，我们也许不会有会飞的汽车或可以在您工作时补充牛奶的智能冰箱，但是未来的零售会以消费者及其需求为核心。能够正确掌握这个战略的企业将会在未来10年内屹立不倒。

改善医疗体系需从三个方面同时入手：提高医疗服务体验、提高公众健康和减少人均医疗费用。为达到这一目标，一些重大改变必不可少，今天的医疗健康主要围绕以下几个方面：健康、预防、以顾客为中心、病人的参与度（患者之间互相帮助）、个体化与精确化、投入、产出、消费化、协同性和可持续护理。

根据弗若斯特沙利文咨询公司（Frost & Sullivan）的研究，医药产业共有九个领域最容易看到突破和转型。能够在其中一个领域找到解决问题的办法，将成为医药健康领域的赢家。它们分别是：人工智能决策支持工具，慢性病管理，将差错降低至0%的创新，患者参与，个体化医疗，随时随地提供医疗，操作交互性，智能计算，护理/运营成本创新。

根据上述几个方面，Frost & Sullivan 公司揭晓了九大领域最有可能取得突破性进展、解决现阶段问题的公司，它们分别是：