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Drebrin 调节皮质 II/III 层体感神经元的侧支轴突分支
1. 乔尔·M·多斯坎德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
自闭症的感官至上说明
最近的数据表明，患有后来自闭症的婴儿在感觉处理中有明显的差异。我们回顾了这些发现，并讨论了它们对自闭症出现理论的影响。由于具有发展认知系统的感官处理的至关重要，现在是时候接受对自闭症的“感觉优先”描述了。自闭症的感官优先论提出，感官处理的差异是病情发展的关键因素（Rob Ertson和Baron-Cohen，2017； Cascio等，2016； Rubenstein和Merzenich，2003）。虽然在形式上尚未代表一个完善的理论，但一个核心假设是，生命早期的感觉处理的差异会影响孩子与环境互动和学习的方式，这有助于在两到三年的大约两到三年的时间里出现自闭症症状。多年来，婴儿研究缺乏关于自闭症早期发展中感觉处理改变的首要地位的支持。最新发现表明，婴儿期的感觉处理改变发生，即，当脑部流动时，支持社会认知的人是通过与环境的相互作用和在定义行为症状出现之前就积极塑造的。大多数研究都使用了问卷，父母描述了婴儿的感觉行为（例如，“孩子很容易被噪音吓了一跳”）（Feldman等，2022; Worthley等，2023; Chen等人，2022年）。例如，最近的一项研究发现，在1500多名婴儿的社区样本中，早期父母评分的感觉差异（超级反应性和低反应性）与后来的自闭症性状之间存在关联（Chen等，2022）。为此，对自闭症发展可能性升高的婴儿的前瞻性研究使用了EEG（Piccardi等，2021）和眼动追踪（Falck-Ytter等，2018），提供了其他
人类视觉感觉刺激对N1b振幅的影响
摘要：众所周知，具有自适应机制已知。视觉也不例外，其灵敏度的输入依赖性变化。最近的动物工作表明，视觉皮层中神经元之间的连通性增强。本实验的目的是评估一种人类模型，该模型通过快速的视觉刺激来无创地改变人类视觉皮层中N1b成分的振幅。十九个参与者（M = 24岁；男性为52.6％）完成了涉及在视觉场中双侧呈现的黑白逆转棋盘的快速视觉刺激范式。eeg数据，该数据由四个主要阶段，tetanus块，光刺激，tetanus早期和tetanus组成。计算了t前，tetanus的N1b成分的幅度，te虫早期的tetanus和tetanus后期视觉诱发电位。通过从tetanus早期和晚期减去teTanus n1b振幅来计算N1b振幅的变化。结果表明，前tetanus n1b（M = -0.498 µ V，SD = 0.858）和N1B早期（M = -1.011 µ V，SD = 1.088），T（18）= 2.761，P = 0.039，D = 0.633，在tetanus n1b和n1b晚期之间没有观察到差异（p = 0.36）。总而言之，我们的发现表明，有可能诱导人类视觉上的视觉诱发潜在的N1b波形的幅度变化。如果是这样，这将允许检查增强的神经连通性及其与多种人类感觉刺激和行为的相互作用。还需要进行其他工作来证实这项研究中观察到的N1b成分的增强是由于在先前动物研究中观察到的大脑认知结构中表现出的长期增强神经联系所必需的相似机制。
跨寿命的体感皮质中的小胶质细胞形态。定量研究
作为中枢神经系统的常驻免疫细胞（CNS），小胶质细胞不断调查其微疫苗。1-4小胶质细胞永久扩展并缩回其过程不断改变其术语。这种细胞变化很快。例如，3-5分钟的全球缺氧可以产生明显的小胶质细胞形态改变。5在不同的皮质区域以及同一区域之间的小胶质细胞异质症，6使得很难在早期病理状况下可能会发生生理学和任何造成物质之间的形态差异。7,8除了它们在突触修剪中的作用9-12，其中形态学变化是其吞噬功能的一种结合，与炎症条件相比，CNS 13-15中小胶质细胞形态的生理变化动力学知之甚少。基本问题，例如，在整个生命周期中维持小胶质群的机械性是什么以及细胞增殖动力学是什么，但仍未得到答复。到目前为止，一般共识是在生理条件下，小胶质细胞的人口通过局部克隆膨胀来维持一生。16,17然而，一些研究表明，通过强烈的细胞增殖，在一个人的寿命18中逐渐恢复了几次，而没有循环的单核细胞/巨噬细胞浸润。19命中图研究假设，CNS募集的单核细胞衍生巨噬细胞可以在某些生理条件下区分小胶质细胞，并保留其独特的身份。20,21，在微神经胶质耗竭后，通过剩余的残留小胶质细胞进行重生，而不是通过外周巨噬细胞进行重生。22,23
NMDA驱动的树突状调制可以在层次感觉处理途径中学习多任务表示
虽然大脑中的感觉表示取决于上下文，但尚不清楚如何在生物物理级别实现此类调制，以及如何在层次结构中进一步处理层可以为每个可能的contex-tum-tual状态提取有用的功能。在这里，我们证明了树突状n-甲基-D-天冬氨酸尖峰可以在生理约束中实施对馈送处理的上下文调节。这种神经元特定的调制措施利用了以稳定的馈电权重编码的先验知识，以实现跨环境的转移学习。在具有上下文独立的进发pefferward权重的生物物理逼真的神经元网络中，我们表明对树突分支的调节输入可以通过HEBBIAN，错误调查的学习规则解决线性不可分割的学习问题。我们还证明了表示表示的局部预测是源于不同输入的，还是来自相同输入的不同上下文调制，导致表示跨处理层的分层馈电权量的表示，以适应多种环境。
经颅聚焦超声刺激人类皮层和丘脑体感区域
在健康人类志愿者中评估了经颅聚焦超声 (FUS) 刺激初级躯体感觉皮层及其丘脑投射（即腹后外侧核）对脑电图 (EEG) 反应产生的影响。刺激与非惯用手相对应的单侧躯体感觉回路会在所有参与者中产生脑电图诱发电位；然而，并非所有感知到的刺激都会产生手的触觉。这些 FUS 诱发的脑电图电位 (FEP) 是从两个大脑半球观察到的，与正中神经刺激的躯体感觉诱发电位 (SSEP) 有相似之处。与使用 1 和 2 毫秒 PD 相比，使用 0.5 毫秒脉冲持续时间 (PD) 超声处理（占空比为 70%）可在超声处理同侧半球引发更明显的 FEP 峰值特征。尽管一些参与者报告听到了与 FUS 刺激相关的音调，但根据对音调刺激（模仿与 FUS 刺激相同的重复频率）的听觉诱发电位 (AEP) 的单独测量，观察到的 FEP 不太可能与听觉混淆。与丘脑刺激相关的静息态功能连接 (FC) 的离线变化表明，FUS 刺激增强了感觉运动和感觉整合区域网络的连接，这种变化至少持续一个多小时。临床神经学评估、EEG 和神经解剖 MRI 未发现超声处理的任何不良或意外影响，证明了其安全性。这些结果表明，FUS 刺激可能在人类体内诱导长期神经可塑性，表明其对各种神经和神经精神疾病具有神经治疗潜力。
感觉处理敏感性的神经生理学特征
EOE 和 LST 与消极情绪、焦虑和抑郁有关，而 AES 与积极情绪、开放性经验、尽责性、积极情感和自尊有关 (Liss et al., 2008; Ahadi and Basharpoor, 2010; Sobocko and Zelenski, 2015 )。最初，Aron 和 Aron 将 SPS 概念化为一种分类特征，将 SPS 得分高的人定义为高度敏感人群 (HSP; Aron and Aron, 1997 )。据估计，大约 20–30% 的普通人群具有高度感官敏感性 (Aron et al., 2012; Lionetti et al., 2018; Pluess et al., 2018 )。Lionetti 等人进行的潜在类别分析表明，SPS 得分越高，敏感度越高 (HSPs)。基于两个样本（n = 451 和 n = 540）的 HSPS 结果确定了低、中和高敏感组，分布分别为 29%、40% 和 31%（Lionetti 等人，2018 年）。另外，研究人员提出 SPS 是一种气质特征，其特征是信息处理深度增加、对环境细微差别的意识增强以及易受过度刺激（Aron 等人，2012 年；Homberg 等人，2016 年；Greven 等人，2019 年）。这一概念源自 Gray (1981) 的行为抑制系统 (BIS)，该系统涉及暂停以评估对环境条件的反应行为（Gray，1981 年）。因此，HSP 更倾向于在做出决策和采取行动之前仔细分析新情况（Smolewska 等人，2006 年；Sobocko 和 Zelenski，2015 年）。个体的 BIS 越敏感，他们对新刺激就越敏感（Aron 和 Aron，1997 年）。较高水平的 SPS 与焦虑、抑郁和躯体形式障碍等精神疾病有关（Liss 等人，2005 年、2008 年；Bakker 和 Moulding，2012 年；Jonsson 等人，2014 年；Greven 等人，2019 年）。一项检查 SPS 遗传性的双胞胎研究发现，47% 的差异可以用遗传因素来解释（Assary 等人，2021 年）。此外，Aron 等人。 (2005) 发现 HSP 在恶劣环境条件下会表现出负面情感和害羞，这是发展精神疾病的危险因素 ( Aron et al., 2005 )。此外，研究表明，HSP 通常会报告更多的压力体验，因为他们对刺激的感知增强，处理更深。有研究表明，负责过滤掉不相关信息的丘脑过滤器在 HSP 中将更多刺激识别为相关刺激，这可能导致压力增加 ( Benham, 2006; Evans and Rothbart, 2008; Jagiellowicz et al., 2011; Gerstenberg, 2012 )。
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。
体感皮质的生物映射多通道微刺激传达了仿生手的高分辨率力反馈
手动相互作用与对象相互作用受到手的触觉信号的支持。这种触觉反馈可以通过体感皮质（S1）的心脏内微刺激（ICM）在脑控制的仿生手中恢复。在基于ICMS的触觉反馈中，可以通过基于仿生手上力传感器的输出调节刺激强度来发出接触力，这又调节了感知的感觉的幅度。在本研究中，我们在三名参与者中衡量了基于ICMS的力反馈的动态范围和精度，这些参与者植入了S1中的微电极阵列。为此，我们测量了由于ICM振幅增加以及参与者区分不同强度水平的能力而导致的感觉幅度的增加。然后，我们通过实施“仿生” ICMS培训来评估是否可以提高反馈的忠诚度，旨在唤起神经元活动的模式，这些模式更紧密地模仿那些自然接触的人，并一次通过多个通道传递ICMS。我们发现，多通道仿生ICMS产生的感觉比单通道对应物更强，更有区别。最后，我们用仿生手实施了仿生多通道反馈，并让参与者执行合规性歧视任务。我们发现，仿生多通道触觉反馈对单渠道线性对应物产生了改善的歧视。我们得出的结论是，多通道仿生的ICMS传达了精细分级的力反馈，该反馈更接近自然接触所赋予的灵敏度。