大脑功能依赖于脉冲神经元回路,其中突触在融合传输与记忆存储和处理方面发挥着关键作用。电子技术在模拟神经元和突触方面取得了重要进展,而将大脑和受大脑启发的设备连接起来的脑机接口概念也开始实现。我们报告了大脑和硅脉冲神经元之间的忆阻连接,这些连接模拟了真实突触的传输和可塑性。与金属薄膜氧化钛微电极配对的忆阻器将硅神经元连接到大鼠海马的神经元。忆阻可塑性解释了连接强度的调节,而传输则由通过薄膜氧化物的加权刺激介导,从而产生类似于兴奋性突触后电位的反应。反向大脑到硅的连接是通过微电极-忆阻器对建立的。在此基础上,我们展示了一个三神经元脑硅网络,其中忆阻突触经历由神经元放电率驱动的长期增强或抑制。
在他们的研究中,科学家专注于果蝇的嗅觉电路,因为嗅觉决定了这些苍蝇的重要行为模式,对于它们的生存至关重要。他们发现,昆虫在p阶段暴露于昆虫的温度不仅对脑发育,而且对气味驱动的行为有影响。
掠夺性狩猎在动物生存中起着至关重要的作用。与运动相关的振动体感信号传导对于小鼠的猎物检测和狩猎至关重要。然而,关于转化振动体感知提示以触发掠食性狩猎的神经回路知之甚少。在这里,我们报告了雄性小鼠振动区域的机械力是掠夺性狩猎的关键刺激。机械诱发的掠食性狩猎是通过脊柱三叉神经核(SP5I)中胆囊基蛋白阳性(CCK +)神经元的化学灭活消除的。CCK + SP5I神经元对机械刺激的强度做出了反应,并将神经信号发送到了与刻板印象捕食狩猎运动作用相关的上丘。突触失活了CCK + SP5I神经元到上丘的投影,机械诱发的掠夺性攻击受损。一起,这些数据揭示了脊柱三叉神经回路,该回路特定于翻译振动的体感提示来引发掠夺性狩猎。
特别是,特定基因中的突变(DCHS1)降低了这些神经元的刺激阈值。此外,该研究表明,这些神经元具有更复杂的形态,并改变了与邻居的突触联系,这可以解释为什么它们过度活跃。研究人员能够通过使用抗癫痫药的Lamotrigine来扭转这种多动症。
b“帕金森氏病(PD)是一种常见的神经退行性疾病,从病理生理上表现出来,其遗传性Nigra神经元丧失和 - 在整个中枢神经系统中的积累。到目前为止,几个遗传和环境因素尚不清楚,但是由于证实该疾病的遗传形式可以在约10%的患者,环境因素以及遗传因素与潜在的分子机制之间的相互作用中发现,这可能在PD发展中起重要作用。已知的因素,例如复发性创伤性脑损伤,而肠道和口腔菌群也越来越多地观察到PD患者的不平衡。PD中的微生物营养不良是否在该疾病之前,还是由于肠道轴的水平上的神经元通信的结果,仍有待解决。此外,由于微生物组是一个很容易受到各种干预措施(例如饮食和益生菌补充剂)的影响,因此微生物营养不良及其在PD中的因素和作用的全面表征尤其重要,为可能的治疗提供了新的靶标。
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图1(续)新型合并PN轴突侧支的例子。(c)腹侧轴突侧支从同侧的主轴突从背侧的轴突穿过laminaX。(d)越过中线后对侧轴突对侧的侧支分支。(e)显微照片显示了来自面板D的盒子区,那里的侧支分支来自中央运河下方的主轴子。(f)对齐层I的重建与紧凑的略微不对称的轴突,主导细胞的侧面。(g)薄片I与以soma为中心的更稀疏,更对称的轴突。请注意,在这两种情况下(F,G),轴突主要占据laminae I – II。(h)用横向位置的重建,并带有复发轴突,该轴突还填充了DH的内侧方面。(i)显微照片显示背侧跨越较低的侧支,该侧支以垂直的,类似蜡烛的方式从高阶轴突分支。请注意,对于所有对齐的重建,脊髓,灰质和中央运河轮廓都是从包含躯体的部分中取出的;因此,遥远部分中的某些过程似乎可能落在轮廓的边界之外。轮廓的不规则性是由于在组织学过程中发生收缩和扭曲后对截面轮廓的忠实表示。箭头,在ins中的pns/下阶分支中的轴突侧支;箭头,PNS/高级分支中的主轴突;虚线,灰质的边界向背funiculus。比例尺:重建中的250 µm;面板E中的50 µm;面板中100 µm。索马和树突为蓝色,在所有重建中,轴突均为橙色。
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