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压力敏感性和韧性中的海马...
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一种生物学上可信的脉冲神经网络，用于解码海马和运动前皮层的运动学
摘要 — 本研究提出了一种脉冲神经网络，用于根据神经数据预测运动学，从而实现准确且节能的脑机接口。脑机接口是一种解释神经信号的技术系统，可让运动障碍患者控制假肢。脉冲神经网络具有低功耗和与生物神经结构非常相似的特点，因此有可能改进脑机接口技术。本研究中的 SNN 使用泄漏积分和激发模型来模拟神经元的行为，并使用局部学习方法进行学习，该方法使用替代梯度来学习网络参数。该网络实现了一种新颖的连续时间输出编码方案，允许基于回归的学习。SNN 是在从灵长类动物运动前皮层和大鼠海马记录的神经和运动数据上进行离线训练和测试的。该模型通过寻找预测运动数据与真实运动数据之间的相关性来评估，运动前皮层记录的峰值皮尔逊相关系数达到 0.77，海马体记录的峰值皮尔逊相关系数达到 0.80。该模型的准确性与卡尔曼滤波解码器和 LSTM 网络以及使用反向传播训练的脉冲神经网络进行了对比，以比较局部学习的效果。
海马CA1中的差分空间表示和在进化的尖峰神经网络中出现的亚表征
摘要 - 在啮齿动物的导航研究中，在海马次区域CA1和下毛（Sub）中都鉴定出空间反应，但这两个大脑区域似乎对空间特征进行了不同的编码。位于子位置细胞的位置比CA1更大且特异性较少。此外，子神经元显示出针对行进标题和轴的更强定向调制。基于记录在“ Triple-T”迷宫上执行导航任务的神经和行为数据，我们提出了一个尖峰的神经网络建模框架，以复制在CA1和SUB中观察到的响应属性。将峰值定时依赖性可塑性和同源缩放（STDP-H）的参数进化，以使两种不同的SNN类似于CA1的录音的响应，当大鼠穿越Triple-t Maze时。我们的结果表明，位置输入在形成CA1位置细胞中可能更具影响力，而Sub似乎同时集成了同类中心位置信息和自我运动提示，以编码“位置类别”。此外，我们的结果预测，这些区域中不同的空间响应可能部分归因于不同的stdp-H学习参数。此处介绍的框架可以用作自动参数调整系统，用于复制其他大脑区域的响应。
单细胞全虫 Capsaspora owczarzaki 的基因组编辑表明 Hippo 通路在多细胞形态发生中起着前生动物的作用
摘要动物发育由一组非常小的典型信号通路介导，例如 Wnt、Hedgehog、TGF-β、Notch 和 Hippo 通路。尽管曾被认为仅存在于动物中，但最近的基因组测序揭示了这些通路的组成部分也存在于动物最亲近的单细胞亲属中。这些发现引发了人们对这些发育通路的祖先功能及其在动物多细胞性出现中的潜在作用的疑问。在这里，我们通过开发对 Capsaspora owczarzaki 进行基因操作的技术，首次对单细胞生物中的任何这些发育通路进行了功能性表征，Capsaspora owczarzaki 是动物的近亲，表现出聚集性多细胞性。然后，我们使用这些工具来表征 Hippo 信号核效应物 YAP/TAZ/Yorkie (coYki) 的 Capsaspora 直系同源物，coYki 是动物组织大小的关键调节器。与基于动物研究的预期结果相反，我们发现 coYki 对细胞增殖并非必需，但可以调节细胞骨架动力学和多细胞结构的三维 (3D) 形状。我们进一步证明，单个 coYki 突变细胞的细胞骨架异常是 coYki 突变聚集体异常 3D 形状的基础。总之，这些发现表明 Hippo 通路在细胞骨架动力学和多细胞形态发生中发挥了祖先作用，早于动物多细胞性的起源，在进化过程中被用来调节细胞增殖。
利用透明石墨烯微电极阵列实现对海马癫痫的多模式、多尺度洞察
1 费城儿童医院儿科神经内科，宾夕法尼亚州费城 19104，2 宾夕法尼亚大学生物工程系，宾夕法尼亚州费城 19104，3 宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院神经科学系，宾夕法尼亚州费城 19104，4 宾夕法尼亚大学神经工程与治疗中心，宾夕法尼亚州费城 19104，5 迈克尔·J·克雷森茨退伍军人医疗中心神经创伤、神经变性和修复中心，宾夕法尼亚州费城 19104，6 宾夕法尼亚大学生物化学与分子生物物理学研究生组，宾夕法尼亚州费城 19104，7 宾夕法尼亚大学物理与天文学系，宾夕法尼亚州费城 19104，8 宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院神经内科，宾夕法尼亚州费城 19104，9 物理医学与宾夕法尼亚大学康复科，宾夕法尼亚州费城 19104
海马体的重建 - Infoscience
叶。在本章中，我们将讨论在计算机模型中重建啮齿动物海马的方法。由于海马结构在哺乳动物中大多得以保留，因此一些见解可能不仅限于啮齿动物。在啮齿动物中，海马体是位于新皮质正下方的显著结构。当我们说海马体时，我们指的是四个亚区域：齿状回 (DG)、海马角 1、2 和 3 (CA1、CA2 和 CA3)。一些作者使用术语海马体仅指 CA1、CA2 和 CA3。最后，对于术语海马体形成，我们还包括下托、前下托、副下托和内嗅皮质。海马体在多种认知功能中发挥着重要作用，例如学习和记忆（Jarrard 1993）和空间导航（O'Keefe and Nadel 1978）。海马体也与某些病理有关。例如，在阿尔茨海默病中，海马体似乎在疾病扩散到整个大脑之前的早期阶段就受到影响。在癫痫中，颞叶通常是癫痫发作的焦点，因为与其他皮质区域相比，海马体需要的电流要少得多，才能引发癫痫样活动。此外，海马体，特别是 CA1，极易受到缺血或缺氧损伤，这使得该区域在脑血管疾病中至关重要。海马体因其特殊的结构和特性而促成了许多发现。首先，它具有相对简单有序的结构，共有四层，其中兴奋性细胞仅占据一层。不同的海马区几乎单向连接，长距离纤维与锥体细胞的主要树突轴正交传播。此外，突触具有高度的可塑性，因此它们可以根据突触前和突触后细胞的行为改变其强度。最后，神经元可以在培养物中生长，并且急性或培养的切片可以在体外存活足够长的时间以用于实验。所有这些特性使海马体成为了解大脑一般原理的便捷基准。受益于海马体实验的关键发现
学习空间 A 过程中的海马回路
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靶向河马信号通路的自然和合成化合物呈现的癌症的治疗机会
摘要：通过YAP-TEAD蛋白 - 蛋白质相互作用复合物的破坏，抗癌治疗的新趋势被认识到。yap已被视为河马信号通路的关键调节器。YAP与转录因子TEAD的结合可能会导致疾病进展，因为它驱动细胞增殖并触发抗凋亡信号传导。 最近的研究发现了各种小分子的有希望的活性，用于调节河马信号通路的成分。 通过使用结构阐明和计算方法，一些小分子能够在Yap-tead相互作用界面上结合并抑制河马途径。 这篇评论强调了我们目前对天然和合成分子如何调节河马信号传导活性的理解，并提出了当今可用的植物化学化合物如何靶向YAP-TEAD蛋白质相互作用复合物来消除癌细胞。YAP与转录因子TEAD的结合可能会导致疾病进展，因为它驱动细胞增殖并触发抗凋亡信号传导。最近的研究发现了各种小分子的有希望的活性，用于调节河马信号通路的成分。通过使用结构阐明和计算方法，一些小分子能够在Yap-tead相互作用界面上结合并抑制河马途径。这篇评论强调了我们目前对天然和合成分子如何调节河马信号传导活性的理解，并提出了当今可用的植物化学化合物如何靶向YAP-TEAD蛋白质相互作用复合物来消除癌细胞。
海马β2-GABAA受体通过依托妥象介导LTP抑制LTP，并有助于持久反馈但不为锥体神经元抑制喂食
通过C-氨基丁酸A型（GABA A）受体起作用的全一麻醉性依托氨酸酯会损害麻醉下新记忆的形成。本研究介绍了发生这种情况的分子和细胞机制。在这里，使用携带GABA A受体（GABA A R）B 2-N265M突变的新的基因工程小鼠系，我们测试了受体的作用，该受体的作用，这些受体的作用，该受体的作用融合了GABA A受体B 2对B 3 vers b 3亚基至抑制长期增强（LTP），一种学习和记忆模型。我们发现来自B 2-N265M小鼠的脑切片抵抗了对LTP的依托竞技抑制，这表明B 2-GABA A RS是该模型中的重要目标。由于这些受体在hip-pocampus中的中间神经元最大程度地表达，因此该发现支持在依托匹马座控制突触可塑性中的神经元调节中的作用。然而，B 2亚基也由金字塔神经元表示，因此它们也可能有助于。因此，使用先前建立的B 3-N265M小鼠的系列，我们还检查了B 2-与B 3-GABA A RS对GABA A的贡献，因为树突抑制作用缓慢，因为树突抑制作用特别适合控制突触可塑性。我们还通过进食和反馈抑制来研究了它们在人口活动的长期促销中的作用。We found that both b 2- and b 3-GABA A Rs contribute to GABA A,slow inhibition and that both b 2- and b 3-GABA A Rs contribute to feedback inhibition, whereas only b 3-GABA A Rs contrib- ute to feedforward inhibition.我们得出的结论是，B 2-GABA A RS的调节对于依托匹马抑制LTP至关重要。此外，在锥体神经元上通过gaba a rs发生的程度，它是通过调节反馈抑制。