微刺激可以调节单个神经元的活性影响行为,但是刺激对神经尖峰的影响是复杂的,并且仍然了解不足。这在人大脑中尤其具有挑战性,因为单个神经元的响应特性稀疏和异质。在这里,我们在6位参与者(3位女性)中使用人前颞叶中的微电极阵列来检查单个神经元对通过多个不同不同刺激位点进行微刺激的尖峰反应。我们证明可以使用不同的刺激位点的激发或触发来驱动单个神经元,这表明一种方法可以在单神经元水平上直接控制尖峰活动。尖峰反应在接近刺激部位的神经元中是抑制性的,而兴奋反应在空间上更为分布。一起,我们的数据表明,可以在人皮质中可靠地识别和操纵单个神经元的尖峰反应。
“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。
摘要:实验表明,在运动想象 (MI) 任务中,左背外侧前额叶皮层 (DLPFC) 被激活,但其功能作用需要进一步研究。在这里,我们通过对左侧 DLPFC 施加重复经颅磁刺激 (rTMS) 并评估其对大脑活动和 MI 反应潜伏期的影响来解决这个问题。这是一项随机、假对照的 EEG 研究。参与者被随机分配接受假刺激 (15 名受试者) 或真实高频 rTMS (15 名受试者)。我们进行了 EEG 传感器级、源级和连接分析,以评估 rTMS 的影响。我们发现,对左侧 DLPFC 的兴奋性刺激通过它们之间的功能连接增加了右侧楔前叶 (PrecuneusR) 的 θ 波段功率。楔前叶 θ 波段功率与 MI 反应的潜伏期呈负相关,因此 rTMS 加快了 50% 参与者的反应。我们假设后部 θ 波段功率反映了感觉处理的注意力调节;因此,高功率可能表示注意力处理并导致更快的反应。
1 泰国曼谷 10140 泰国国王科技大学吞武里学习学院神经科学研究与创新中心,2 泰国曼谷 10140 泰国国王科技大学吞武里工程学院计算机工程系,3 泰国曼谷 10140 泰国国王科技大学吞武里大数据体验中心,4 泰国曼谷 10140 泰国国王科技大学吞武里工程学院生物工程项目,5 加利福尼亚大学圣地亚哥分校心理学系,加利福尼亚州拉霍亚 92093-1090,6 可持续发展研究与创新中心 (RISC) 幸福科学中心,泰国曼谷 10260,7 加利福尼亚大学圣地亚哥分校神经科学研究生项目和 Kavli 大脑与心智基金会,加利福尼亚州拉霍亚92093-1090
摘要:可植入的微电极阵列(MEA)可以记录皮质神经元的电活动,从而允许脑机界面的发展。然而,MES显示在慢性条件下的记录功能降低,促使新型MEA的发展可以改善长期性能。传统的平面,基于硅的装置和超薄的无定形碳化硅(A-SIC)测量植入雌性Sprague-Dawley大鼠的运动皮层中,并在植入后进行每周的麻醉记录。在两种设备类型的植入周期中,比较了1至500 Hz记录的光谱密度和频道。最初,A-SIC设备和标准测量值的带有可比性。然而,在植入后整个16周内,标准测量值显示出体力和功率频谱密度均持续下降,而A-SIC的测量表现出更加稳定的性能。从植入后第6周到研究结束时,标准和A-SIC MEA之间的带能量和光谱密度之间的差异在统计学上是显着的。这些结果支持使用超薄的A-SIC测量来发展慢性,可靠的脑机界面。
威胁处理的动物模型已经超越了杏仁核,以结合分布式神经网络。在人类研究中,近年来,证据加剧了挑战以杏仁核为中心的规范威胁回路,敦促修改威胁概念化。在过去十年中,对感官皮层中威胁处理的大量研究产生了特别有用的见解,以告知重新概念化。在这里,从动物和人类研究中综合发现,我们在感觉皮层中强调了敏感,特定和适应性的威胁表示,这是由于基于经验的感觉编码网络雕刻而引起的。因此,我们建议人类的感觉皮层可以推动“智能”(快速而精确的)威胁评估,从而产生威胁性的感官传入,以引起范围内的网络威胁响应。
言语互动和模仿对于幼儿的语言学习和发展至关重要。然而,目前尚不清楚母子二元组如何在轮流言语互动中同步皮质层面的振荡神经活动。我们的研究调查了母子对在轮流言语模仿范式中的脑间同步。使用双 MEG(脑磁图)装置同时测量互动母子对的大脑活动。在社交互动和非互动任务(被动聆听纯音)之间比较了人际神经同步。与非互动条件相比,在 θ 和 alpha 波段,社交互动期间的脑间网络同步性有所提高。在下额回的右角回、右三角回和左岛叶部分观察到了增强的人际大脑同步性。此外,这些顶叶和额叶区域似乎是表现出大量脑间连接的皮质中枢。这些皮质区域可以作为言语社交交流中互动成分的神经标记。本研究首次使用双 MEG 装置研究母子在言语社交互动过程中的脑间神经同步。我们的研究结果加深了我们对母子二人组言语互动过程中轮流发言的理解,并表明社交“门控”在语言学习中发挥着作用。
星形胶质细胞具有复杂的结构、分子和生理特性,并形成支持中枢神经系统电路特定功能的特殊微环境。为了更好地了解星形胶质细胞如何获得其独特特征,我们将未成熟的小鼠皮质星形胶质细胞移植到雄性和雌性小鼠正在发育的皮质中,并评估它们的整合、成熟和存活率。几天之内,移植的星形胶质细胞就形成了形态,并获得了皮质星形胶质细胞典型的区域和平铺行为。移植后 35 – 47 天,星形胶质细胞在形态上看起来成熟,并且表达的 EAAT2/GLT1 水平与未移植的星形胶质细胞相似。移植的星形胶质细胞还支持其区域内的兴奋性/抑制性 (E/I) 突触前末端,并显示正常的 Ca 2 1 事件。移植的星形胶质细胞最初表现出端足水通道蛋白 4 (AQP4) 表达降低和 EAAT1/GLAST 表达升高,这两种蛋白的表达分别在移植后 110 天和一年时恢复正常。为了了解特定大脑区域如何支持星形胶质细胞的整合和成熟,我们将皮质星形胶质细胞移植到正在发育的小脑中。皮质星形胶质细胞与小脑分子层中的伯格曼胶质细胞 (BG) 交织以建立离散区域。然而,移植的星形胶质细胞保留了许多皮质星形胶质细胞特征,包括较高水平的 EAAT2/GLT1、较低水平的 EAAT1/GLAST 以及 AMPAR 亚基 GluA1 的表达缺失。总之,我们的研究结果表明,未成熟的皮质星形胶质细胞在移植后整合、成熟和存活(超过一年)并保留了皮质星形胶质细胞特性。星形胶质细胞移植可用于研究有助于星形胶质细胞发育/多样性的细胞自主(内在)和非细胞自主(环境)机制,以及确定在再生医学中移植星形胶质细胞进行细胞递送或替换的最佳时机。
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用于定义大脑皮层区域的图谱是基于表面的 HCP-MMP1 图谱 (Glasser 等人,2016)。对于皮层下区域,将图谱转换为体积空间并进行如下修改,如其他地方详细描述的那样,以生成 HCPex 图谱 (Huang 等人,2022)。首先,使用 Winterburn 等人 (2013) 提供的模板将海马和下托定义为单独的区域。在我们的区域列表中,如表 S1 所示,新的海马区域被分配到 HCP 列表中的海马槽中。下托作为新区域出现在列表的后面。 HCPex 图谱中的其他新区域 (Huang 等人,2022) 包括丘脑、壳核、苍白球外部节、苍白球内部节、杏仁核和伏隔核,均使用 CIT168 强化学习图谱中的模板定义 (Pauli 等人,2018)。