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World File Search System额叶
在工作记忆任务期间，前额叶大脑活动的复发性神经网络模型
当将多个项目保存在短期内存中时，回顾性优先级优先级优先于另一个项目（复古示意）可以促进后续召回。然而，这种作用的神经和计算基础知之甚少。最近的一项研究记录了在复古任务期间猕猴侧向前额叶皮层（LPFC）中的神经信号，在（预先提示）和（会引发后）回归开始之前（预告症）和之后的延迟期间活动对比。他们报告说，在提示前延迟中，单个刺激被维持在神经种群活动的非独立子空间中，而在提示后延迟中，先前的项目被旋转成一个共同的子空间，有可能允许一种常见的读取机制。为了了解如何通过错误最小化可以学习此类代表性转变，我们通过监督训练了经常性的神经网络（RNN），以执行同等的提示回复任务。rnns提供了两个表示结合性颜色刺激的输入，然后进行了预示记忆延迟，位置返回和后提示延迟。我们发现，在猕猴LPFC中观察到的正交到平行的几何变换自然出现在经过训练以执行任务的RNN中。有趣的是，仅当需要在读数之前将提示信息用于几个周期的短期记忆中才能形成平行几何形状，这表明它在维护过程中可能具有鲁棒性。我们通过分析RNN的学习动态和连接模式以及用概率提示训练的模型的行为来扩展这些发现，从而使我们能够为将来的研究做出预测。总的来说，我们的发现与最新的理论说明是一致的，该账目提出的回顾将优先的内存项转化为前瞻性，面向动作的格式。
寻求目标压缩人类海马和轨道额叶皮层中空间的神经代码
Paul S. Muhle-Karbe，1，2，3，3，10，12， * Hannah Sheahan，1，4，10 Giovanni Pezzulo，5 Hugo J. Spiers，5 Hugo J. Spiers，6 Samson Chien，7 Nicolas W. Schuck，7 Nicolas W. Schuck，7，8，9，9，9，9，11和Christopher Summer summer filld 1，3，3，11，3，3，11， *伯明翰大学心理学，伯明翰B15 2SA，英国3人类脑健康中心，伯明翰大学，伯明翰大学，伯明翰B15 2SA，英国4 Google DeepMind，伦敦EC4A 3TW，英国5认知科学和技术研究所Neurocode，Max Planck人类发展研究所，14195德国柏林8 Max Planck UCL计算精神病学与老化研究中心，14195德国柏林9号，柏林9学院，汉堡大学，20146年，德国汉堡，汉堡，汉堡10.这些作者10.这些作者贡献了11个高级作者12领导人的接触。 （P.S.M.-K。），Christopher.SummerField@psy.ox.ac.uk（C.S.）https://doi.org/10.1016/j.neuron.2023.08.021https://doi.org/10.1016/j.neuron.2023.08.021
右侧额叶的皮质厚度可预测健康儿童和青少年的计划表现
计划的能力是称为“执行职能”的认知技能集的重要组成部分。能够事先计划行动在日常生活中至关重要，并且构成了学术和经济成功的主要主要特征之一。本研究旨在通过前额叶皮层的皮质厚度来研究正常发育儿童计划的神经解剖学相关性。18个健康的儿童和青少年进行了结构性MRI检查和伦敦塔（TOL）任务。多重回归分析表明，右尾部额叶回旋（CMFG）的皮质厚度是计划性能的重要预测指标。任何其他前额叶区域的皮质厚度均未与TOL任务的表现显着相关。本探索性研究的结果表明，右侧的皮质厚度（而不是左CMFG）与TOL任务中的性能呈正相关。因此，我们得出的结论是，增加的皮质厚度可能对诸如信息整合的高阶过程更有益，而不是对诸如外部信息分析之类的低阶过程。
学习和先天威胁规避的全脑投射和前额叶神经元类别的差异编码
要了解大脑如何产生行为，我们必须阐明神经元连接与功能之间的关系。内侧前额皮质 (mPFC) 对决策和情绪等复杂功能至关重要。mPFC 投射神经元广泛侧支，但 mPFC 神经元活动与全脑连接之间的关系尚不清楚。我们进行了全脑连接映射和光纤光度测定，以更好地了解控制雄性和雌性小鼠威胁回避的 mPFC 回路。使用组织透明化和光片荧光显微镜 (LSFM)，我们绘制了投射到伏隔核 (NAc)、腹侧被盖区 (VTA) 或对侧 mPFC (cmPFC) 的 mPFC 神经元群的全脑轴突侧支。我们提出了 DeepTraCE（基于深度学习的追踪与综合增强）来量化透明组织图像中批量标记的轴突投射，以及 DeepCOUNT（基于深度学习的通过 3D U-net 像素标记进行物体计数）来量化细胞体。使用 DeepTraCE 生成的解剖图与已知的轴突投射模式对齐，并揭示了区域内类别特定的地形投射。使用 TRAP2 小鼠和 DeepCOUNT，我们分析了威胁回避背后的全脑功能连接。PL 是与 PL-cPL、PL-NAc 和 PL-VTA 目标位点子集具有功能连接的最高度连接的节点。使用光纤光度法，我们发现在威胁回避过程中，cmPFC 和 NAc 投射器编码条件刺激，但仅在需要采取行动避免威胁时才会编码。mPFC-VTA 神经元编码学习到的但不编码先天的回避行为。总之，我们的研究结果为定量全脑分析提供了新的和优化的方法，并表明解剖学定义的 mPFC 神经元类别在避免威胁方面具有特殊的作用。
d serine可用性调节前额叶皮层抑制性间膜间发育和电路成熟
尾脑神经元的适当发展和功能对于维持皮质回路中的激发和抑制（E/I）平衡至关重要。谷氨酸通过N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDARS）有助于皮质间神经元（CIN）发育。nMDAR激活需要甘氨酸或D-丝氨酸的共同激动剂的结合。d-serine（许多成熟前脑突触的共同激动剂）被L丝氨酸的神经酶丝氨酸种族酶（SR）进行了激烈。我们利用本构SR基因敲除（SR - / - ）小鼠研究了D-丝氨酸的可用性对前比率皮层（PRL）中CIN和抑制突触发展的影响。我们发现最未成熟的LHX6 + CIN表示SR和强制性的NMDAR亚基NR1。在胚胎第15天，Sr - / - 小鼠在神经节象征中积累了GABA和有丝分裂增殖的增加，而E18 Neofortex中的GAD1 +（谷氨酸脱羧酶67 kDa; gad67）细胞的较少（谷氨酸脱羧酶67 kD67）。LHX6+细胞成长为白蛋白（PV+）和生长抑素（SST+）CINS。在产后日（PND）16 sr - / - 小鼠的PRL中，GAD67+和PV+的GAD67+和PV+显着下降，但SST+ CIN密度却没有显着降低，这与降低的2/3跨膜神经元的抑制性突触后潜能降低有关。这些结果表明，D丝氨酸的可用性对于产前CIN发育和产后皮质回路的成熟至关重要。
灵长类动物前额叶皮质发育过程中神经元成熟的多模态分析
Yu Gao 1 †, Qiping Dong 1 †, Kalpana Hanthanan Arachchilage 1,2 †, Ryan D. Risgaard 1 , Jie Sheng 1,2 , Moosa Syed 1 , Danielle K. Schmidt 1 , Ting Jin 1,2 , Shuang Liu 1 , Dan Doherty 2 , Ian Glass 2 , Birth Defects Research Laboratory 3 , Jon E. Levine 4,5 , Daifeng Wang 1,2,6 *, Qiang Chang 1,7,8 *, Xinyu Zhao 1,4 *, André M. M. Sousa 1,4 *
人类额叶皮层中的神经互动分离奖励和惩罚学习
抽象的感觉系统基于传达准确信息的可靠性优先加强对刺激的响应。先前的报告表明，大脑会根据可靠性的动态变化来重新获得线索，但大脑如何学习和维持对预期会随着时间稳定的感觉统计数据的神经反应是未知的。谷仓猫头鹰的中脑具有听觉空间的地图，神经元在其中计算从室内时间差（ITD）计算水平声音位置。中脑图神经元的频率调整与神经元首选ITD的最可靠频率相关（Cazettes等，2014）。去除面荷兰，导致高频从额叶空间的可靠性降低。直接测试ITD可靠性驱动频率调整是否永久变化，从成年猫头鹰记录了中脑图神经元，在发育过程中除去了面部荷兰和幼体猫头鹰，在面部ruff发育之前，掉了幼体猫头鹰。在两组中，将正面调谐的神经元调整为低于正常成年猫头鹰的频率，这与ITD可靠性的变化一致。此外，少年猫头鹰表现出更异质的频率调整，这表明正常的发育过程优化调整以匹配ITD的可靠性。这些结果表明，空间线索的长期统计数据在中脑频率调整属性的发展中，实施概率编码声音定位。
当大脑被遗忘时：边缘性人格和社会排斥被刻在喙内侧额叶皮层中
“我们当中谁”不介意被拒绝？感受到社会排斥或排斥是痛苦和令人难过的，特别是当这种排斥来自我们所依赖的人时。在最新一期的《生物精神病学：认知神经科学和神经影像学》中，Fertuck 等人 (1) 认为社会排斥的心理意义可以在马斯洛需求层次理论 (2) 的更广泛背景中得到定位。这一持久的心理模型提出了激发人类一系列行为的四种基本社会需求：归属感、自尊、控制力和有意义的存在。社会排斥被视为对这些需求的直接威胁，常常导致被拒绝痛苦的主观体验。适度的情况下，这种痛苦可以被认为是适应性的，因为它向那些重要的人发出信号，表明社会纽带需要确认或修复。事实上，在大多数高度社会化的哺乳动物中，很容易观察到社会纽带破裂后公然表达痛苦和采取行为后果[狗爱好者见（3）]。然而，如下文所述，当人类以不稳定的方式经历这种反应时，可能会引发相当多的危险行为，这些行为可能难以预测，甚至更难以缓解，这是我们作为临床医生最关心的问题之一。在现代认知神经科学中，我们已经了解到，对社会排斥的反应与大脑敏感地检测到事情不对劲，我们从环境中获得的东西与我们的目标不符有关。因此，当我们犯错、期望被违背或感到躯体疼痛时，内侧额叶皮质中与社会排斥相关的区域会亮起来（功能性磁共振成像显示）（4、5）。幸运的是，大多数时候（当然不是总是），刹车会自动踩下；大脑的稳态倾向开始发挥作用，让我们默念“我能处理这个”，我们（或我们的观察者）将其体验为情绪调节。不幸的是，对一些人来说，被拒绝的经历会产生不稳定、混乱的效果，这会给我们自己和周围的人带来麻烦。如果与拒绝相关的麻烦是一个人心理功能的常见特征，那么这个人可能会被精神病学诊断为边缘性人格障碍 (BPD)。正如 Fertuck 等人 (1) 指出的那样，对于 BPD 患者，这通常会导致高风险的冲动和行为，包括自残、自杀未遂和自杀成功 (7)。这些对拒绝的反应是 BPD 的标志，就像任何其他临床特征一样，但我们对大脑中如何发生这种情况却只有一个模糊的概念。
前额叶皮质
根据细胞大小和类型以及各个皮质层中神经元排列的差异，例如细胞密度、某些层的存在或缺失以及层的相对厚度的差异，大脑皮质可分为几个不同的细胞结构区域。第一张完整的细胞结构图是 Campbell (1905) 的图，他将人类大脑皮质划分为几个一般区域，以及 Brodmann (1905) 发表的猴 (Cercopithecus) 大脑皮质图。不久之后，Brodmann (1908、1909、1914) 发表了他著名的人类大脑皮质图。在 Brodmann 的图中，几个皮质区域被识别并用不同的数字标记（图 1 A 和 2 A）。 1925 年， Economo 和 Koskinas 发表了人类大脑皮层的主要图谱，其中不同的结构区域用字母标记（图 1B），并提供了不同区域的详细描述和出色的显微照片。20 世纪 50 年代，出现了 Bailey 和 Bonin（1951 年）以及 Sarkissov 等人（1955 年）的地图，后一张地图是基于对多个大脑的检查而对 Brodmann 图进行的修改。各种地图都侧重于人类额叶的细胞结构，例如 Sanides（1962 年）的地图、Beck（1949 年）的眶额区地图、Rajkowska 和 Goldman-Rakic（1995 年）的背外侧额区 9 和 46 、Amunts 等人的布罗卡区。 （1999），区域 10 和 13 由 Semendeferi 等人（1998、2001）描述。除了上述细胞结构研究外，一些研究者还根据髓鞘（Vogt，1910；Vogt 和 Vogt，1919）或色素结构（Braak，1979）描述了大脑皮层的结构。在 20 世纪 80 年代现代功能性神经成像出现之前，对人类大脑皮层的结构研究兴趣相对有限。最初用正电子发射断层扫描（PET），稍后用功能性磁共振成像（fMRI）证明可以检测到与运动和认知表现各个方面相关的皮层活动的局部变化，这需要立体定位图来描述这些变化的位置并识别其中的细胞结构区域
创伤性脑损伤和额叶裂片
TBI产生大脑的快速变形，导致一系列特定的病理事件。所产生的大脑解剖结构和神经生理学的变化会破坏影响认知，自主和情绪功能的多个脑网络，以及行为的其他方面（Eslinger等，2007）。对大脑连接的损害，涉及广泛分布的大脑网络，是认知障碍发展的关键因素（Mesulam，1998）。弥漫性轴突损伤最近被称为创伤性轴突损伤，发生在近后抗体中的轴突损伤，并落下，其中减速和旋转力导致大脑白质的剪切，尤其是在额叶内（Marquez de la Plata等人，2011年）。TBI后，白质的完整性与损伤的严重程度以及结果相关。Kraus等。 （2007）记录，各种白质结构的完整性的降低与注意力，记忆和执行功能的度量较差有关。 tbi在各个个体的可变位置产生了复杂的弥散轴突损伤模式，因此很难将白质破坏定位（Kinnunen等，2011）。 尽管白质破坏是TBI后认知障碍的重要决定因素，但常规的神经影像学会低估了其程度。 扩散张量成像（DTI）是一种新型的神经影像学方法，用于研究人脑中白质区的解剖学和完整性（Lawes等，2008; Beaulieu，2009; Thiebaut de Schotten et al。，2011）。Kraus等。（2007）记录，各种白质结构的完整性的降低与注意力，记忆和执行功能的度量较差有关。tbi在各个个体的可变位置产生了复杂的弥散轴突损伤模式，因此很难将白质破坏定位（Kinnunen等，2011）。尽管白质破坏是TBI后认知障碍的重要决定因素，但常规的神经影像学会低估了其程度。扩散张量成像（DTI）是一种新型的神经影像学方法，用于研究人脑中白质区的解剖学和完整性（Lawes等，2008; Beaulieu，2009; Thiebaut de Schotten et al。，2011）。最近的研究表明，与其他神经影像学方法相比，DTI不仅在急性阶段，而且在慢性阶段的创伤性损伤之后，对TBI的离散轴突损伤进行了更敏感的测量（Thomas等，2009，2011； Rimrodt等，2010; Charlton et al。从DTI地图集中得出的解剖信息也可以用于评估TBI中白质损害的扩展。在本文中，我们着重于TBI的身体和神经病理学原因对白质损害的影响，并描述了典型的临床临床预测的三个单一病例代表。 ）。最后，我们培养了使用DTI测量TBI轴突损伤的研究中报告的初步结果。