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sidekick-1在前额叶皮层中的作用作为应力弹性的启动子
sidekick-1（SDK1）是前额叶皮层（PFC）功能的新型调节剂。SDK1是免疫球蛋白超家族（IGSF）的一部分，它们是在神经元突触中发现的一组细胞表面蛋白，它们在发育中具有重要作用[1]。研究表明，SDK1基因可能参与调节压力和抑郁症的易感性和韧性的神经回路[2,3]。但是，SDK1在可以调节应力反应的脑电路方面的确切作用尚不清楚。在这里，我们表征了SDK1在促进PFC压力的韧性中的作用。我们使用qPCR量化了各个大脑区域中的SDK1表达，并表明它在PFC中高度表达。此外，要研究不同大脑区域的男性和雌性小鼠慢性社交失败压力后SDK1表达的变化，在PFC上进行了原位杂交，然后使用共斑荧光显微镜进行成像。进行图像分析以量化谷氨酸能和GABA能细胞中SDK1的RNA表达，并发现在应激弹性动物的PFC中发现SDK1 mRNA表达增加。因此，我们假设它可能在PFC函数中起作用，例如行为适应不断变化的环境。我们使用概率逆转学习任务来检查PFC中SDK1过表达的行为效应，以观察特定的细胞类型和性别特异性差异。我们的发现显示在应激势力小鼠的PFC中SDK1的表达升高，这表明其在减轻压力对神经回路的影响中的作用。
运动皮层神经元的操作调节揭示神经元...
在脑机界面（BMI）中实施操作调节，以诱导单个神经元活性的快速自愿调节，以控制外部执行器的任意映射。但是，自愿控制器的内在因素（即大脑）或输出阶段（即个体神经元）可能会阻碍BMI的性能，而数百个神经元和具有多个自由度的执行器之间的映射更为复杂。可以通过在BMI控制的背景下研究这些内在因素来提高性能。在这项研究中，我们研究了神经元亚型如何反应并适应给定的BMI任务。我们在BMI任务中调节单皮质神经元。记录的神经元根据其尖峰训练自相关分类为爆发和非爆炸亚型。两个神经元亚型的性能和平均点火率的变化都相似。然而，在爆发的神经元中，导致奖励的活性在整个条件过程中逐渐增加，而在调节过程中，非刚性神经元的反应不会改变。这些结果强调了在各种任务中都需要表征神经元特定响应的必要性，这可能最终为BMI的设计和实施提供了信息。
中脑编码没有听觉皮层的声音检测行为
摘要 听觉涉及分析声音的物理属性，并将分析结果与其他感觉、认知和运动变量相结合，以指导适应性行为。听觉皮层被认为是整合声音和背景信息的关键，并被认为通过其巨大的下行投射与皮层下听觉结构共享由此产生的表征。通过对参与声音检测任务的小鼠下丘皮层受体壳中的细胞活动进行成像，我们发现大多数神经元编码的信息超出了刺激的物理属性，并且可以从这些神经元的活动中高度准确地解码动物的行为。令人惊讶的是，在双侧皮层损伤导致中脑听觉皮层输入被切断的小鼠中也是如此。这表明皮层下听觉结构可以获取大量非声学信息，并且可以独立于听觉皮层携带比以前认为的更丰富的神经表征。
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 *
发展前额叶皮层的活性是由睡眠和感觉体验
摘要在发育中的大鼠中，行为状态对整个感觉运动系统的神经活动产生了深远的调节影响，包括原发性运动皮层（M1）。我们假设在前额叶皮质区域中发生了相似的状态依赖性调制，其中M1形成功能连接。在这里，使用8个和12天大的大鼠在睡眠和唤醒之间自由循环，我们记录了M1，次级运动皮层（M2）和内侧前额叶皮层（MPFC）中的神经活动。在这三个地区的两个年龄中，与唤醒相比，在活跃睡眠期间的神经活动增加（AS）。也，无论行为状态如何，在四肢移动的时期，所有三个区域的神经活动都会增加。像M1一样，M2和MPFC中的运动相关活性是由感觉反馈驱动的。我们的结果与使用麻醉幼崽的先前研究的结果不同，表明AS依赖性调节和感觉响应性扩展到前额叶皮层。这些发现扩大了塑造高阶皮质区域活动发展的可能因素的范围。
通过对人类体感皮层的微刺激实现人造触觉的镶嵌
当我们与物体互动时，我们依靠手部发出的信号来传达有关物体及其互动的信息。这些互动的一个基本特征是手与物体接触的位置，而这通常只能通过触觉获得。大脑控制的仿生手与物体接触位置的信息可以通过体感皮层 (S1) 的皮层内微刺激 (ICMS) 发出信号，从而引起位于特定皮肤区域的触觉。为了提供直观的位置信息，机械手上的触觉传感器通过电极驱动 ICMS，这些电极在与传感器位置匹配的皮肤位置引起感觉。这种方法要求 ICMS 引起的感觉是局部的、稳定的，并分布在手上。为了系统地研究 ICMS 引起的感觉的定位，我们分析了 ICMS 引起的感觉的投影场 (PF) - 它们的空间范围 - 这些报告来自三位在 S1 中植入微电极阵列的参与者多年来获得的报告。首先，我们发现 PF 的大小在不同电极之间差异很大，在电极内高度稳定，分布在每个参与者手的大片区域，并且随着 ICMS 的幅度或频率增加而增大。其次，虽然 PF 位置与刺激电极附近神经元的受体场 (RF) 位置相匹配，但 PF 往往会被相应的 RF 所取代。第三，多通道刺激产生的 PF 反映了组成通道的 PF 的结合。通过具有大量重叠 PF 的电极进行刺激，我们可以唤起一种主要在组成 PF 交叉点处体验到的感觉。为了评估这种现象的功能后果，我们在仿生手中实现了基于多通道 ICMS 的反馈，并证明产生的感觉比通过单通道 ICMS 引起的感觉更易于定位。
人类生命周期内前额叶皮层的单细胞转录组图谱
附属机构 1 疾病神经基因组学中心，2 弗里德曼脑研究所，3 精神病学系，4 遗传学和基因组科学系，5 神经科学系，6 人工智能与人类健康系，纽约州纽约市伊坎西奈山医学院，邮编 10029，美国，7 匹兹堡大学医学院精神病学系，美国宾夕法尼亚州匹兹堡 8 精准医学和转化治疗中心，9 精神疾病研究、教育和临床中心 VISN2，詹姆斯 J. 彼得斯 VA 医疗中心，纽约州布朗克斯，美国。10 美国马里兰州贝塞斯达国家心理健康研究所-内部研究项目人类大脑收集核心。11 PsychAD 联盟。 *这些作者对这项工作做出了同等贡献# 通信至：KG（kiran.girdhar@mssm.edu）和 PR（panagiotis.roussos@mssm.edu）
发育中的哺乳动物脑皮质中的多个平行细胞谱系
皮质神经发生遵循一个简单的谱系：顶端radial胶质细胞（RGC）产生基础祖细胞，这些产生神经元。在具有扩展的生发区域和折叠皮层（例如人类）的物种中，这种情况如何发生。我们使用了来自雪貂和条形码谱系跟踪中单个皮质生发区域的单细胞RNA测序来确定祖细胞及其谱系的分子多样性。我们确定了启动并行谱系的多个RGC类，并收敛到一类新生神经元。平行的RGC类和转录组轨迹在生发区域重复，并在雪貂和human中保守，但在小鼠中不保守。神经元遵循回旋和沟中的平行分化轨迹，具有人类皮质畸形基因的表达不同。祖细胞谱系多重性在折叠的哺乳动物大脑皮层中保守。
视觉皮层中不同物体信息的协调多路复用
摘要 感觉受体场足够大，可以容纳多个可感知的刺激。那么，大脑如何编码在特定时刻可能存在的每种刺激的信息？我们最近表明，当存在多个刺激时，单个神经元可以在某个时间段内对一个刺激和另一个刺激进行编码，这表明存在一种不同刺激的神经多路复用形式 (Caruso 等人，2018)。在这里，我们研究 (a) 这种编码波动是否发生在早期视觉皮层区域；(b) 编码波动如何在神经群体中协调；(c) 协调的编码波动如何取决于将刺激解析为独立对象还是融合对象。我们发现编码波动确实发生在猕猴 V1 中，但仅当两个刺激形成独立对象时才会发生。这种独立的物体会引起一种新的 V1 尖峰计数（“噪声”）相关性模式，涉及正值和负值的不同分布。这种双峰相关模式在表现出编码波动或多路复用最强证据的神经元对中最为明显。给定的一对神经元是否表现出正相关或负相关取决于这两个神经元是否对同一物体反应更好或具有不同的物体偏好。在 V4 中，对于单独的物体也观察到基于刺激偏好的尖峰计数相关性的不同分布，但当两个刺激融合形成一个物体时则不会出现这种情况。这些发现表明多个物体引起的反应动力学与单个刺激引起的反应动力学不同，这为多路复用假设提供了支持，并提出了一种尽管感觉编码明显粗糙但仍可以保留有关多个物体的信息的方法。
对人皮质中直接电微刺激的神经元尖峰响应
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。