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FUS 改变携带 ALS 相关 P525L 突变的人类运动神经元中的 circRNA 代谢
摘要：RNA 代谢失调已成为导致肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 疾病中运动神经元 (MN) 退化的关键事件之一。事实上，RNA 结合蛋白 (RBP) 或参与 RNA 代谢方面的蛋白质的突变占 ALS 常见形式的大多数。特别是，与 ALS 相关的 RBP FUS 突变对 RNA 相关过程的许多方面的影响已得到广泛研究。FUS 在剪接调控中起着关键作用，其突变严重改变了编码参与神经发生、轴突引导和突触活动的蛋白质的转录本的外显子组成。在本研究中，通过使用体外衍生的人类 MN，我们研究了 P525L FUS 突变对导致环状 RNA (circRNA) 形成的非规范剪接事件的影响。我们观察到 FUS P525L MN 中 circRNA 的水平发生变化，并且突变蛋白优先与下调 circRNA 两侧含有反向 Alu 重复序列的内含子结合。对于一部分 circRNA，FUS P525L 还会影响它们的核/细胞质分配，证实其参与了不同的 RNA 代谢过程。最后，我们评估了细胞质 circRNA 作为 miRNA 海绵的潜力，这可能与 ALS 发病机制有关。
发育中的隔膜中神经元的独特“逆向”迁移
屏状核（CLA）是位于岛叶皮质和纹状体之间的一簇神经元。许多研究表明，CLA 在高级大脑功能中起着重要作用。此外，越来越多的证据表明 CLA 功能障碍与神经心理症状有关。然而，CLA 在发育过程中是如何形成的尚不完全清楚。在本研究中，我们分析了 CLA 的发育，特别关注了雌雄小鼠中 CLA 神经元的迁移情况。首先，我们发现 CLA 神经元是在胚胎第 10.5 天和第 12.5 天之间产生的，但大部分是在第 11.5 天产生的。接下来，我们使用 FlashTag 技术标记了在 E11.5 出生的 CLA 神经元，并发现大多数神经元在 E13.5 时到达大脑表面，但在 1 天后的 E14.5 时分布在 CLA 深处。GFP 标记细胞的延时成像显示，一些 CLA 神经元首先向外径向迁移，然后在到达表面后改变方向向内迁移。此外，我们证明了 Reelin 信号对于 CLA 神经元的适当分布是必需的。发育中的 CLA 神经元从向外迁移到“反向”迁移的转变与其他迁移模式不同，在其他迁移模式中，神经元通常沿某个方向迁移，即简单的向外或向内。未来对 CLA 发育特征和精确分子机制的阐明可能会为 CLA 独特的认知功能提供见解。
神经元：超越教科书
轴突非常复杂，分布广泛，可以形成细小的分支，通过动作电位传输信号。• 轴突的长度可以从微米到米不等，并且可以遍布整个大脑。• 轴突的分支模式不同，因为分支模式与树突相比变化更大。• 细胞轴突的密度和分布可以跨大脑区域和大脑区域内变化，具体取决于细胞类型。例如，在人类和小鼠的视觉皮层中，相同细胞类型的轴突会因胞体位于皮层的哪个皮层层而有很大差异。皮层层是大脑外皮层的不同层，从第 1 层（浅层）到第 6 层（深层）排列。• 轴突可以包裹在髓鞘中，髓鞘就像电线上的绝缘层。这可以提高动作电位的速度。在大脑区域之间移动的轴突通常有髓鞘，可能会提高信号传输的速度和可靠性。 • 下图是同一个人类神经元，但标出了轴突。请注意，与树突相比，轴突要细得多。
您将再次掌握：脊髓/计算机与保留的运动神经元的直接接口可恢复慢性脊髓损伤后瘫痪手的灵巧控制
图 1 | a. 实验装置由放置在前臂肌肉中的 320 个表面 EMG 电极组成。运动指令由受试者前方的显示器上显示的虚拟手视频引导。b. 一些示例电极显示受试者尝试抓握任务（手指屈伸，0.5Hz）时的原始 HDsEMG 信号。c. 基于运动单元动作电位均方根值的空间映射示例。d. 在两指捏合任务的 10 秒内识别的运动单元激发（颜色编码）的光栅图。e. 使用因式分解分析为同一任务提取的神经模块。f. 具有两个神经模块的各个运动单元的 Pearson 相关值 (r)。g. 在所有任务和受试者中识别的运动单元 (MU) 数量（每个点代表一个受试者）。h. 两个神经模块（M1 - 蓝色和 M2 - 红色）解释方差的百分比，在所有受试者中平均。
神经元特性在机器学习中的应用：用于数据分类的类脑神经模型
摘要：一些神经模型在图像识别、语义分割和自然语言处理中取得了优异的效果，然而，它们在不涉及特征提取的结构化和小规模数据集上的分类性能不如传统算法，尽管它们需要更多的训练时间。在本文中，我们提出了一种具有交互式刺激的类脑神经模型（NMIS），专注于数据分类。它由一个扮演不同认知角色的初级神经场和一个高级神经场组成。前者用于对应特征空间中的真实实例，后者存储类别模式。初级场中的神经元通过交互式刺激交换信息，它们的激活通过场间相互作用传递到高级场，分别模拟神经元相互作用和突触可塑性的机制。所提出的NMIS在生物学上是合理的，不涉及复杂的优化过程。因此，它在小规模和结构化数据集上表现出比传统BP神经网络更好的学习能力。对于大规模数据分类，提出了一种优化版本的最近邻 NMIS（NN_NMIS）来提高计算效率。在一些 UCI 数据集上进行的数值实验表明，所提出的 NMIS 和 NN_NMIS 明显优于机器学习中广泛使用的一些分类算法。
神经元作为意志和表征
记忆回忆和自愿行为通常被认为是与外部刺激无关的自发产生。尽管它们是我们神经元的产物，但在神经元层面上很少在人类身上出现。在这里，我回顾了从独特的神经外科手术机会中收集到的见解，这些机会记录和刺激了能够表达自己的想法、记忆和愿望的人的单神经元活动。我讨论了人类回忆的主观体验和自愿行为的主观体验来自两个内部神经元发生器的活动的证据，前者来自内侧颞叶再激活，后者来自额顶叶预激活。我描述了这些发生器及其相互作用的特性，从而能够灵活地招募基于记忆的行动选择以及招募基于行动的计划以在记忆中表示概念知识。这两个内部发生器都以令人惊讶的明确但不同的神经元代码运行，这些代码似乎伴随着不同的单神经元活动而出现，通常在参与者报告有意识之前观察到。我讨论了基于这些代码的行为预测及其调节的潜力。通过增强、开始或删除特定的、选定的内容来编辑人类记忆和意志的前景带来了治疗可能性和伦理问题。
神经元作为意志和表征
记忆回忆和自愿行为通常被认为是与外部刺激无关的自发产生。尽管它们是我们神经元的产物，但在神经元层面上很少在人类身上出现。在这里，我回顾了从独特的神经外科手术机会中收集到的见解，这些机会记录和刺激了能够表达自己的想法、记忆和愿望的人的单神经元活动。我讨论了人类回忆的主观体验和自愿行为的主观体验来自两个内部神经元发生器的活动的证据，前者来自内侧颞叶再激活，后者来自额顶叶预激活。我描述了这些发生器及其相互作用的特性，从而能够灵活地招募基于记忆的行动选择以及招募基于行动的计划以在记忆中表示概念知识。这两个内部发生器都以令人惊讶的明确但不同的神经元代码运行，这些代码似乎伴随着不同的单神经元活动而出现，通常在参与者报告有意识之前观察到。我讨论了基于这些代码的行为预测及其调节的潜力。通过增强、开始或删除特定的、选定的内容来编辑人类记忆和意志的前景带来了治疗可能性和伦理问题。
教师指南连接神经元！
•动作电位 - 一种电荷，该电荷从轴突沿细胞体驱逐到轴突末端，在该电荷触发或抑制神经递质的释放•轴突•轴突 - 轴突 - 神经元的一部分，该神经元将信号从细胞体和靶细胞/轴突末端 - 轴突末端 - 与轴突接触的轴突末端，使其与另一个细胞接触。神经递质释放•细胞体的点 - 神经元的一部分决定是否沿轴突•dendrite发送信号 - 神经元的一部分是从其他神经元接收信号的一部分。• excitatory neuron – a neuron whose neurotransmitter stimulates another neuron, increasing the probability that the target neuron will fire an action potential • inhibitory neuron – a neuron whose neurotransmitter inhibits another neuron, decreasing the probability that the target neuron will fire an action potential • neuromuscular junction – the special synapse onto a muscle • neuron – nerve cell专门用于发送信息；其特征是长长的纤维投影称为轴突，较短的分支样突起，称为树突•神经递质 - 神经元在突触时神经元释放的化学物质，以将信号发送给附近的邻近神经元的树突；与树突上的特殊受体分子结合以产生信号•突触后神经元 - 树突接收神经递质
膜片钳控制果蝇大脑神经元
可兴奋细胞（如神经元和肌肉细胞）的膜电位经历了由一系列配体和电压门控离子通道介导的丰富动态变化。尤其是中枢神经元，它们是信息、感知和整合由突触输入介导的多个亚阈值电流并将其转化为动作电位模式的出色计算机。电生理学包括一组允许直接测量电信号的技术。有许多不同的电生理学方法，但由于果蝇神经元很小，全细胞膜片钳技术是记录来自单个中枢神经元的电信号的唯一适用方法。在这里，我们提供了果蝇膜片钳电生理学的背景知识，并介绍了解剖幼虫和成年大脑的方案，以及实现已识别神经元类型的全细胞膜片钳记录的方案。膜片钳是一种劳动密集型技术，需要大量练习才能成为专家；因此，应该预计学习曲线会很陡峭。然而，我们希望分享和传播神经元放电的即时满足感，因为需要更多的果蝇膜片钳来研究迄今为止未知的许多果蝇神经元类型的电特征。
膜片钳控制果蝇大脑神经元
果蝇被广泛用作所有生物医学研究领域的模型生物。在神经科学领域，人们利用这种小果蝇获得了大量信息，包括识别调节行为的神经回路、揭示其遗传基础以及所涉及的分子机制。尽管有大量遗传工具可用于操纵和推断神经元活动，但对果蝇神经元电特性的直接测量却落后了。这是因为在果蝇中枢神经元等小细胞中进行电记录非常复杂。膜片钳技术提供了直接测量果蝇神经元电特性的独特可能性。此分步方案提供了掌握此技术的详细建议。