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神经元动力学的一维近似揭示了计算策略
神经元活动与其所体现的计算之间的关系仍然是一个悬而未决的问题。我们开发了一种新颖的方法，该方法将观察到的神经元活性凝结成一种定量准确，简单且可解释的模型，并在从秀丽隐杆线虫中的单个神经元到人类fMRI的各种系统和尺度上验证它。该模型将神经元活性视为互锁一维轨迹的集合。尽管它们具有同步性，但这些模型还是准确地预测了人类参与者做出的未来神经元活动和未来的决策。此外，由互连轨迹形成的结构（脚手架）与系统的计算策略密切相关。我们使用这些SCAF-folds比较了在同一任务上训练的灵长类动物和人工系统的计算策略，以识别人造代理人学习与灵长类动物相同策略的特定条件。使用我们的方法论提取的计算策略预示了新型刺激的特定错误。这些结果表明，我们的方法是研究各种系统之间计算与神经元活动之间关系的强大工具。
揭示多个神经元种群中并发信号的基序
现代记录技术现在使我们能够从不同大脑网络中不同神经元群体中记录。但是，尤其是当我们考虑多个（超过两个）人群时，需要新的概念和统计框架来表征这些人群中信号的多维，同时流动。在这里，我们开发了一个确定每个潜在维度所描述的人群的子集，（2）这些人群之间信号流的方向，以及（3）这些信号在实验试验内部和整个实验试验中如何演变。我们在模拟中说明了这些特征，并通过将其应用于猕猴视觉区域V1和V2中神经元种群的先前研究的录音来进一步验证该方法。然后，我们研究了与多个Neuropixels探针同时记录的区域V1，V2和V3D区域跨层隔室的相互作用。我们的方法揭示了与视网膜一致性相关的这三个领域的选择性交流的签名。这项工作推进了多个神经元种群中并发信号的研究。
损伤后神经元再生：基因治疗的新视角
脊髓损伤 (SCI) 是全球范围内导致残疾的主要原因，再生医学为开发此类损伤的新疗法带来了希望 ( James et al., 2019 )。SCI 可导致感觉和运动功能丧失，并可能对个人的生活质量产生重大影响，不仅影响身体能力，还影响情绪和社会健康 ( Eckert and Martin, 2017 )。尽管经过数十年的研究，但 SCI 仍然无法治愈。脊髓受损神经元无法再生是再生医学领域的主要挑战之一。在哺乳动物中，脊髓是一种复杂的结构，再生能力有限 ( He and Jin, 2016 ; Sofroniew, 2018 )，调节神经元再生的细胞和分子机制尚不完全清楚。最近的研究确定了促进神经元再生的新靶点和潜在策略，包括使用干细胞疗法（Okano，2010 年；Führmann 等人，2017 年）、基因疗法（Lentini 等人，2021 年；Zhang Y. 等人，2022 年）和组织工程（Madhusudanan 等人，2020 年；Cheng 等人，2021 年）。最近的研究强调了使用基因疗法促进各种情况下的再生和功能恢复。例如，通过免疫逃逸强力霉素诱导基因开关使用时间限制的神经胶质细胞系衍生的神经营养因子表达的基因疗法已显示出在增强大鼠近端神经损伤后的轴突再生和运动神经元存活方面的前景（Eggers 等人，2019 年）。研究表明，在 SOX2 介导的体内命运重编程后，驻留的星形胶质细胞会生成新的神经元（Su 等，2014；Wang 等，2016）。同样，另一项研究表明，NG2 神经胶质细胞中的异位 SOX2 可诱导神经发生、减少神经胶质瘢痕形成并生成脊髓本体神经元，促进功能恢复（Tai 等，2021）。此外，研究表明，脊髓损伤后进行 FGF22 基因治疗可促进突触形成并为神经元重新布线提供有针对性的支持，急性和早期应用可改善功能恢复（Aljovi´c 等，2023）。然而，结果显示存在一个较短的时间范围，至少在 SCI 后的最初 24 小时内，在此期间，使用 FGF22 进行突触形成基因治疗可以改善运动功能的恢复。这种有限的窗口在临床环境中可能难以实现，这可能需要探索具有更长治疗窗口的替代突触生成分子或方法。总体而言，这些发现表明基因疗法有可能激活内源性神经胶质细胞的再生能力，从而导致各种情况下的再生和功能恢复。
神经元潮湿通过星形细胞RIPK3信号
星形胶质细胞激活是神经退行性疾病的常见特征。但是，垂死的神经元影响星形胶质细胞活性的方式知之甚少。受体相互作用蛋白激酶-3（RIPK3）信号最近被描述为神经炎症的关键调节剂，但是该激酶是否介导了对神经元死亡的星形胶质细胞反应性是否尚未研究。在这里，我们使用了1-甲基-4-苯基-1、2、3、6-帕金森氏病的四氢吡啶模型，以表明星形胶质细胞RIPK3的激活驱动多巴胺能细胞死亡和轴突损伤。转录组分析表明，星形胶质细胞RIPK3促进了与神经炎症和运动障碍相关的基因表达，这与损伤相关的分子模式信号传导的显着参与相吻合。在机械实验中，我们表明，通过受体发出的垂死神经元释放的因素，用于诱导星形胶质细胞RIPK3信号传导，从而诱导炎症性和神经毒性功能活性。这些发现突出了神经元 - 胶质串扰的机制，其中神经元死亡通过通过RIPK3引起炎症星形胶质细胞激活来使神经变性延伸。
可扩展的单细胞合并CRISPR屏幕，带有常规敲除矢量库
。cc-by 4.0国际许可（未经Peer Review尚未获得认证）是作者/资助者，他已授予Biorxiv的许可证，以永久显示预印本。它是制作
I型树突状细胞的许可增强抗肿瘤免疫
105，也可以根据CC0许可使用。（未通过同行评审认证）是作者/资助者。本文是美国政府的工作。在17 USC下不受此预印版的版权持有人的版权，该版本发布于2024年1月12日。 https://doi.org/10.1101/2024.01.11.575206 doi：Biorxiv Preprint
氧化的亚油酸代谢物在体外调节神经元形态发生
亚油酸（LA，18：2N-6）是最佳婴儿生长和脑发育的必不可少的营养。LA在大脑中的作用被认为是由称为氧化的LA代谢产物（Oxlam）的LA的氧化代谢产物介导的，但是缺乏直接支持这一假设的证据。这项研究调查了Oxlams是否调节关键神经发育过程，包括轴突生长，树突状树皮化，细胞活力和突触连通性。在产后第0-1天，雄性和雌性大鼠的原发性皮质神经元 - 培养物暴露于以下oxlams：1）13-羟基二十二核酸（13-hode）； 2）9-羟基涂蛋白酸（9-hode）; 3）9,10-二羟基二十二烯酸（9,10-dihome）; 4）12（13） - 环氧二烯酸（12（13） - epome）; 5）9,10,13-三羟基二十二烯酸（9,10,13-Trihome）; 6）9-氧化二糖二烯酸（9-氧化酸）; 7）12,13-二羟基二十二烯酸（12,13-dihome）。通过TAU-1免疫染色评估的轴突产物增长增加了9- hode，但在雄性神经元中降低了12,13-dihome。树突植物受到男性神经元中9- hode，9-oxoode和12（13）的影响，在雌性神经元中受到12（13） - epome的影响。Oxlams都没有显着改变细胞活力和突触连通性。总的来说，这项研究表明，选择的OXLAM以性别依赖性的方式调节神经元的形态，男性神经元更容易受到影响。
脑信号处理和神经元建模在癫痫中的作用——综述
癫痫是一种神经系统疾病，其特征是因中枢神经系统内化学突触偶联的自发变化而导致反复发作。为了提高癫痫患者的认知水平，已经进行了大量研究。脑电图 ( EEG ) 作为一种非侵入性技术，能够呈现由于神经活动而引起的头部表面电位，被广泛应用于癫痫研究。信号已通过脑信号处理技术进行分析，该技术主要分为特征提取、特征降维和分类。由于无法进入体内颅内和采样期间癫痫发作次数少等局限性，人们开始研究信号和神经活动模型。本文回顾了癫痫的基本原理，包括使用脑信号处理和神经元建模进行三个主要分支：检测、预测和源定位。由于缺乏结束癫痫发作的长期癫痫脑电图记录，对癫痫预测的研究很少。随后，本篇评论论文建议在癫痫检测的子分支中考虑脑信号处理技术；状态、类型、标记和表面定位，同时它在通过神经元建模针对源定位方面发挥着重要作用。
通过弥漫性相关光谱测量神经元活性：理论研究
弥漫性相关光谱（DC）是一种光学成像方法，可无创，连续地测量血流。它通过测量从组织中恢复的扩散光的斑点强度波动的时间自相关功能来量化血流指数。1 - 4组织动力学的变化导致时间自相关函数的衰减时间的变化。因此，DC可用于检测由神经活动引起的组织动力学。衰减时间的变化通常仅归因于脑血流的变化（CBF）。5，6 CBF的峰通常在神经元激活的开始时通常在几秒钟的时间延迟时发生，这是缓慢且不可行的，对于在诸如大脑 - 计算机接口等应用中的大脑激活中实时概念。
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。