XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search SystemNeuronal
蜜蜂大脑中枢复合体的神经结构：神经元细胞类型
图 1 中央复合体 (CX) 和相关神经纤维网的解剖结构。(a) CX、外侧复合体 (LX) 的内侧球 (MBU) 和外侧球 (LBU) 的 3D 重建正面图。(b) (a) 中显示的 3D 重建的侧视图。CX 由中央体 (CBU) 的上部、中央体 (CBL) 的下部、原脑桥 (PB) 和成对结节 (NO) 组成。(c) (a) 中显示的 3D 重建的示意横截面，其中显示了前唇 (ALI)。后沟 (pg) 延伸在中央体和 NO 之间。后视交叉 (PCH) 位于中央体和 PB 之间。腹沟纤维复合体 (vgfc) 位于 CBL 和 ALI 之间。(d – h) 通过 CX 的光学切片，用突触蛋白染色。 (d) CBL 被分为九个垂直切片（切片边界用虚线表示一个半球）。（e）每个结节由一个上部单位（NOU）和一个下部单位（NOL）组成。（f）胆囊（GA）是 LX 内的一个小的细长的神经纤维网，位于峡部 2（IT2；边界用黑色虚线表示）。（g）CX 前方光学切片中上部神经纤维网的外观（边界用虚线表示）。（h）前唇（ALI）位于中央体前方。a，前部；l，外侧；LCA，蘑菇体侧萼；MB，蘑菇体；MCA，蘑菇体内萼；m，内侧；p，后部；SIP，上中间原大脑；SLP，上外侧原大脑；SMP，上内侧原大脑。比例尺 = 50 μ m (a – d,f,h), 20 μ m (e), 100 μ m (g) [彩色图可在 wileyonlinelibrary.com 上查看]
使用 iDISCO+ 和光片荧光显微镜自动绘制和量化神经元活动的优化小鼠大脑图谱
摘要 近年来，全脑免疫标记、光片荧光显微镜 (LSFM) 以及随后的数据与通用参考图谱的配准相结合，已经能够对成年小鼠大脑中的荧光标记或示踪剂进行 3D 可视化和量化。如今，由艾伦脑科学研究所 (AIBS CCFv3) 开发的通用坐标框架版本 3 被广泛用作配准 LSFM 数据的标准大脑图谱。然而，AIBS CCFv3 基于与用于 LSFM 成像的不同组织学处理和成像模式，因此，数据在组织对比度和形态上都不同。为了提高 LSFM 成像全脑数据的配准和量化的准确性和速度，我们基于免疫标记和溶剂透明化的大脑创建了一个优化的数字小鼠大脑图谱。与 AIBS CCFv3 图谱相比，我们的图谱可以更快、更准确地绘制神经元活动图谱，这些神经元活动以 c-Fos 表达为衡量标准，尤其是在后脑中。我们通过比较在瘦小鼠和饮食诱导的肥胖小鼠中急性给予索马鲁肽后 c-Fos 表达的全脑定量变化，进一步证明了 LSFM 图谱的实用性。结合改进的 c-Fos 检测算法，LSFM 图谱能够无偏且计算高效地表征药物对全脑神经元活动模式的影响。总之，我们建立了一个优化的参考图谱，以便更精确地绘制用于 LSFM 处理的小鼠大脑中的荧光标记物（包括 c-Fos）。
在自主控制原生手臂或脑机接口期间，神经活动分布在多个皮质区域
视觉引导的上肢运动的自主控制涉及大脑皮层多个区域的神经元活动。然而，使用尖峰记录作为输入的脑机接口 (BCI) 研究主要关注直接控制 BCI 的神经元（我们称之为 BCI 单元）被记录的区域的活动。我们假设，就像手臂和手的自主控制涉及多个皮质区域的活动一样，BCI 的自主控制也涉及多个皮质区域的活动。在两名受试者 41（猕猴）中，他们分别使用手持操纵杆和由 4 个初级运动皮层（M1）BCI 单元直接控制的 BCI 执行中心向外任务，我们记录了 M1、背侧和腹侧运动前皮层、初级体感皮层、背侧后顶叶皮层和 44 前顶内区中其他非 BCI 单元的活动。在大多数这些区域中，在操纵杆和 BCI 试验中，非 BCI 单元以相似的百分比和 45 相似的调制深度活跃。BCI 和非 BCI 单元都显示出 46 在偏好方向上的变化。此外，在两个任务中，BCI 和非 47 BCI 单元之间的有效连接的流行率相似。与操纵杆试验相比，BCI 表现较好的受试者在 BCI 期间显示 48 调制非 BCI 单元的百分比增加，调制深度增加，有效连接增加；在 BCI 表现较差的受试者中未发现这种增加。在自愿闭环控制期间，给定皮质区域中的非 BCI 单元可能发挥类似的功能，无论效应器是原生上肢还是 BCI 控制的设备。
改进了神经元基因抑制的CRISPR/DCAS9干扰工具
遗传物质的表达控制大脑发育，分化和功能，以及对基因表达的有针对性操纵以了解基因功能对健康和疾病状态的贡献。尽管CRISPR/DCAS9干扰（CRISPRI）技术的最新改进已使在选定的基因组站点的有针对性的转录抑制作用，但将这些技术集成到非分散神经元系统中仍然具有挑战性。以前，我们优化了双性能病毒表达系统，以表达有丝分裂后神经元中的基于CRISPR的激活机制。在这里，我们使用了类似的策略来适应改进的DCAS9-KRAB-MECP2抑制系统，以用于神经元中的鲁棒转录抑制。我们发现，由神经元选择性的人突触素启动子启用的dcas9-krab-MeCP2构建体启用了初级大鼠神经元中的转基因表达。接下来，我们使用靶向多种基因启动子的CRISPR SGRNA证明了转录抑制作用，并与现有的RNA干扰方法相比，在复杂的脑源性神经营养因子（BDNF）基因上，该系统在神经元中表现出了优越性。我们的发现前期提高了这项改进的CRISPRI技术，以在神经元系统中使用，从而有可能提高了在神经系统中操纵基因表达状态的能力。
CHIME：CMOS 体内微电极，用于大规模可扩展的神经元记录
哺乳动物的大脑由数千万到数千亿个神经元组成，这些神经元以毫秒级的时间尺度运行，而目前的记录技术只能捕捉到其中的一小部分。能够以高时空分辨率对神经活动进行采样的记录技术一直难以扩展。研究最深入的哺乳动物神经元网络（例如大脑皮层）呈现出分层结构，其中最佳记录技术可在大面积上进行密集采样。然而，对特定应用设计的需求以及大脑的三维结构与二维微加工技术之间的不匹配严重限制了神经生理学研究和神经假体。在这里，我们讨论了一种可扩展神经元记录的新策略，即将玻璃包覆微线束与来自高密度 CMOS 体外 MEA 系统或高速红外摄像机的大规模放大器阵列相结合。由于玻璃包覆微线中芯金属的高导电性，允许使用超薄金属芯（低至 < 1 µ m）和可忽略不计的杂散电容，因此实现了高信噪比（< 25 µ V RMS 本底噪声，SNR 高达 25）。尖端的多步电化学改性可实现超低接入阻抗和最小几何面积，这与芯直径基本无关。我们表明，可以减小微线尺寸，以几乎消除插入时对血脑屏障的损伤，并且我们证明微线阵列可以稳定地记录单个单元活动。将微线束和 CMOS 阵列相结合可以实现高度可扩展的神经元记录方法，将电神经元记录的进展与硅微加工的快速进展联系起来。系统的模块化设计允许自定义记录位置的排列。我们采用微创、高度绝缘和功能化的微线束将二维 CMOS 架构扩展到第三维，这种方法可以转化为其他 CMOS 阵列，例如电刺激设备。
计算机模拟证明阿尔茨海默病中神经元超倍体的病理特征
当受到压力时，终末分化的神经元容易重新激活细胞周期并变成超倍体。这一过程在阿尔茨海默病 (AD) 中得到了充分证实，它可能参与了该病的病因学。然而，尽管神经元超倍体 (NH) 具有潜在重要性，但它对大脑功能的影响及其与 AD 的关系仍然不清楚。我们在理解 NH 病理影响方面迈出的重要一步是开发出神经元表达致癌基因的转基因小鼠作为 AD 的模型系统。对这些小鼠的分析表明，神经元中强制细胞周期重新进入会导致 AD 的大多数特征，包括神经纤维缠结、A β 肽沉积、神经胶质增生、认知丧失和神经元死亡。然而，与病理情况（其中相对较少比例的神经元变成超倍体）相反，这些小鼠中的神经元细胞周期重新进入是普遍的。我们最近开发了一种体外系统，其中在分化神经元中诱导细胞周期的比例降低，模拟体内情况。这种操作表明，NH 与受影响神经元的突触功能障碍和形态变化相关，并且膜去极化有助于超倍体神经元的存活。这表明，突触沉默的超倍体神经元在电活性神经网络中的整合允许它们存活，同时扰乱网络本身的正常功能，这是我们在计算机中测试的假设。从这个角度来看，我们将讨论这些方面，试图让读者相信 NH 代表了 AD 中的一个相关过程。
意识处理和全局神经元工作空间假说
George A. Mashour, 1 Pieter Roelfsema, 2 , 3 , 4 Jean-Pierre Changeux, 5 , 6 , 7 , * 和 Stanislas Dehaene 6 , 8 , * 1 密歇根大学意识科学中心、神经科学研究生课程和麻醉学系，美国密歇根州安娜堡 2 荷兰神经科学研究所视觉与认知系，Meibergdreef 47, 1105 BA，阿姆斯特丹，荷兰 3 荷兰阿姆斯特丹自由大学神经基因组学和认知研究中心综合神经生理学系 4 荷兰阿姆斯特丹学术医学中心精神病学系 5 CNRS UMR 3571，巴斯德研究所，75724 巴黎，法国 6 法国学院，11 Place Marcelin Berthelot，75005 巴黎，法国7 Kavli 脑与心智研究所，加州大学圣地亚哥分校，美国加利福尼亚州拉霍亚 8 认知神经影像中心，CEA，INSERM，巴黎南大学，巴黎萨克莱大学，NeuroSpin 中心，91191 Gif/Yvette，法国 *通讯作者：changeux@noos.fr (J.-PC)、stanislas.dehaene@gmail.com (SD) https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.01.026
Walrasian，Neo-Hobbesian和Marxian模型
心理理论（汤姆），将精神状态归因于他人的能力，以及同理心，推断情感体验的能力，是社会认知的重要过程。在健康受试者中的大脑成像研究描述了涉及内侧前额叶皮层，上颞沟和颞极的脑系统。研究与移情反应相关的网络的研究也表明了时间和额叶区域的参与。在这项fMRI研究中，我们使用了源自Sarfati等人的卡通任务。（1997）[Sarfati，Y.，Hardy-Bayle，M.C.，Besche，C.，Widlocher，D。1997年。 将意图归因于精神分裂症患者中的他人：一种具有漫画的非语言探索。 精神分裂症研究25，199–209]具有TOM和同理心刺激，以便在这两个过程中比较大脑的激活。 包括13名右撇子，健康的男性志愿者的结果。 使用1.5 T Phillips陀螺仪获得功能图像。 我们的结果证实，汤姆和移情刺激与重叠但不同的神经元网络有关。 激活的公共区域包括内侧前额叶皮层，颞叶 - ietal结和颞杆。 与移情条件相比，汤姆·刺激（Tom刺激）揭示了横向眶额皮质，中额回，库纳斯和上颞回的活化增加。 另一方面，同理心与椎间盘，前扣带回和杏仁核的激活相关。 d 2005 Elsevier Inc.保留所有权利。（1997）[Sarfati，Y.，Hardy-Bayle，M.C.，Besche，C.，Widlocher，D。1997年。将意图归因于精神分裂症患者中的他人：一种具有漫画的非语言探索。精神分裂症研究25，199–209]具有TOM和同理心刺激，以便在这两个过程中比较大脑的激活。包括13名右撇子，健康的男性志愿者的结果。功能图像。我们的结果证实，汤姆和移情刺激与重叠但不同的神经元网络有关。激活的公共区域包括内侧前额叶皮层，颞叶 - ietal结和颞杆。与移情条件相比，汤姆·刺激（Tom刺激）揭示了横向眶额皮质，中额回，库纳斯和上颞回的活化增加。同理心与椎间盘，前扣带回和杏仁核的激活相关。d 2005 Elsevier Inc.保留所有权利。因此，我们建议汤姆和同理心都依赖于与他人的心理状态有关的网络。但是，同理心反应需要额外募集参与情绪处理的网络。这些结果暗示了我们对以社会认知损害（例如自闭症和精神病）为特征的疾病的理解。
