通讯:Maria M. Arredondo,德克萨斯大学奥斯汀分校人类发展与家庭科学系,108 E Dean Keeton St.,奥斯汀,TX,78712。电子邮件:maria.arredondo@austin.utexas.edu 利益冲突声明:作者证明与本稿件中讨论的主题或材料没有任何经济利益的任何组织或实体没有任何关联或参与。数据可用性声明:可通过 Open Science – osf.io/q6cbv 索取数据。致谢:作者感谢参与的婴儿及其家人。本材料基于美国国家科学基金会 (NSF) SBE 博士后研究奖学金 (拨款编号 1810457) 和 UBC Killam 博士后研究奖学金 (MM Arredondo) 资助的工作,以及自然科学与工程研究委员会 (NSERC;RGPIN-2015-03967) 和社会科学与人文研究委员会 (SSHRC;435-2014-09) 资助 JF Werker 的工作。第一作者还要感谢德克萨斯大学奥斯汀分校的人口研究中心,该中心由尤尼斯肯尼迪施莱佛国家儿童健康和人类发展研究所 (NICHD,P2CHD042849) 资助。本材料中表达的任何观点、结论或建议均为作者的观点,并不一定反映 NSF、Killam、NSERC、SSHRC 和/或 NICHD 的观点。作者还感谢 UBC 早期发展研究小组以及以下个人的协助:Ana Ivkov、Eloise Moss、Elsa Arteaga、Lauren Caswell、Riley Bizzotto、Samara Reyes、Sarah Cheung、Sarah Thomas、Minyu Zhang,以及 Sav Nijeboer 和 Jacqueline (Jack) Cloake 对研究协调的帮助。
摘要 在主动感官辨别过程中,大脑皮层中的神经活动流受到特定任务的认知需求、运动和内部状态的限制。在行为过程中,大脑似乎从广泛的激活基序中进行采样。要了解这些局部和整体活动模式如何根据自发和任务相关行为进行选择,需要深入研究大面积皮质区域中单个神经元分辨率的密集采样活动。为了实现这一目标,我们开发了记录中尺度 2 光子 Ca 2+ 成像数据的程序,这些数据来自两种新型体内制剂,它们可以同时访问几乎所有的小鼠背部和外侧新皮质。作为原理证明,我们将神经活动与行为原语和高级基序对齐,以揭示大量神经元的存在,这些神经元通过运动和/或唤醒的自发变化协调皮质区域的活动。我们在此详述的方法有助于识别和探索广泛分布、空间异构的神经集合,其活动与行为的不同方面相关。
尽管氯胺酮 - 一种非竞争性的N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体拮抗剂 - 因其在麻醉和疼痛管理中的临床效果而受到重视,而Esket-氨基(酮胺)已开始用于治疗的抑郁症。先前确定了氯胺酮长期非医学使用对灰质和白物结构的影响,2,3以更大的特定理解这些理解是一个紧迫的挑战。氯胺酮作为一种成瘾性物质,通过单独或与其他非法物质杀死粉末,在医学上被非医学用作俱乐部药物。4氯胺酮滥用的常见心理和物理不良反应包括精神病症状和认知障碍,体外经历,抑郁和焦虑症状,睡眠障碍,溃疡性膀胱炎和胃肠道毒性。5–10受控,
研究文章 | 系统/电路 神经元耦合模式显示人类新生儿早期皮质活动网络的差异发育 https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1012-23.2024 收稿日期:2023 年 5 月 31 日 修订日期:2024 年 3 月 27 日 接受日期:2024 年 4 月 18 日 版权所有 © 2024 作者
5-羟色胺2受体(5HT2R)激动剂psilocybin在神经术 - 跨科学疾病中表现出快速而持续的治疗疗效,这些疾病的特征是认知僵化。然而,尚未表征psilocybin对行为灵活性持续变化的神经活动模式的影响。测试了psilocybin通过改变皮质神经合奏中活性增强行为柔韧性的假设,我们在为期五天的痕量恐惧学习和灭绝测定中进行了延误皮质中的纵向单细胞成像。一剂psilo-cybin引起的恐惧学习和灭绝日之间的集合周转,同时相反地调节了恐惧和灭绝活性神经元中的活动。急性抑制恐惧活性神经元和延迟灭绝活性神经元的募集是预测psilocybin增强恐惧灭绝的。一个计算模型表明,psilocybin对恐惧活性神经元的急性抑制足以解释其几天后其神经和行为效应。这些结果与我们的假设保持一致,并引入了一种新的机制,涉及回合膜皮质中恐惧活性种群的抑制。
刺激药物,例如哌醋甲酯(MPH)和基于右苯丙胺的配方,通常被处方为ADHD的治疗方法,ADHD是一种普遍的神经发育障碍,其特征是以年龄不合适的不适,过度活跃和脉动性行为为特征(1,2)。刺激药物已被证明在减轻动力和注意力不集中的核心ADHD症状以及情绪失调等辅助症状方面非常有效(3,4)。尽管儿童和青少年经常会在很长一段时间内接受刺激性治疗,但扩展刺激治疗对大脑皮质发育的长期影响仍不清楚。皮质形态在整个生命周期内都经历了连续的发育,磁共振成像(MRI)研究报告了青春期表观皮质厚度(即皮质稀疏)的快速减少,并且在整个偶像群体中以较慢的速度(5,6)以较慢的速度(6)。相反,皮质表面积的变化主要发生在儿童期和青春期早期(7,8)。先前使用MRI的ADHD患者进行皮质成熟的研究表明,ADHD“滞后的儿童和青少年”通常会在灰质体积和皮质厚度的发展中发展同龄人,尤其是在前额叶区域(9)。此外,皮质厚度,表面积和灰质体积的改变与临床结果(例如ADHD症状严重程度和抑郁症状)呈负相关(10,11)。值得注意的是,发育过程中皮质厚度的明显变化可能部分源于其他
单光子光遗传刺激是神经科学中的关键工具,可以实现精确的、细胞类型特异性的神经回路调节。以完全可植入的宽场刺激器阵列的形式对这种技术进行小型化,可以在长期实验中询问皮质回路,并有望增强脑机接口以恢复感觉和运动功能。然而,对于基础科学和临床应用来说,这种技术必须达到在单列级别选择性激活感觉和运动表征所需的精度。然而,研究报告称,在受刺激的皮质区域内,神经元反应不同,有时甚至相互冲突。虽然循环网络机制会导致复杂的反应,但我们在这里证明,复杂性已经从神经元形态的层面开始。通过在第 2/3 层和第 5 层锥体神经元的详细模型中模拟光遗传反应,我们考虑了不同刺激强度下的真实生理动态,包括阈值、持续和去极化阻滞反应。我们的研究结果表明,皮质表面单个刺激器位置激活的神经元的空间分布可能不均匀,并且会随着刺激强度和神经元形态的变化而变化,这可能解释了早期实验中观察到的反应异质性。我们发现,由于神经元形态,激活会从光源横向扩散到几百微米。为了提高精度,我们探索了两种策略:优先在体细胞中表达通道视紫红质,这只对第 5 层神经元有效,以及缩小刺激光束,这可以提高两层的精度。我们的结果表明,在正确的光学设置下,可以实现单列精度的刺激,并且刺激器的光学增强可能比针对体细胞的基因改造提供更显著的精度改进。
情绪障碍,例如抑郁症(DD)和双相情感障碍(BD)疾病会影响全球数百万人(Dilsaver,2011; Greenberg et al。,2021; Kieling等,2024)。了解这些疾病的神经生物学相关性可能有助于改善临床结果。在情绪障碍个体中受影响的结构之一是侧心脑室(Abé等,2023; Gray等,2020; Hibar等,2016,2018; Ho等,2022; Okada等,2023; Schmaal等,2016)。外侧心室是大型C形结构,可将其投射到额叶,颞叶和枕叶,并负责脑脊液(CSF)生产(Scelsi等,2020)。心室的大小与脉络丛的大小正相关(Murck等,2024),该大小可产生CSF,并通过控制CSF和CSF之间的分子交换来维持CNS稳态的维持(Thompson等人(Thompson等)(Thompson等,20222年)。
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