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Kabuki综合征的突触发展改变了
智力残疾影响了2-3％的普通人群，通常与神经发育障碍一致，并且经常是由突变损害突触功能的突变引起的。kabuki综合征是一种与发育延迟和智力障碍相关的罕见多系统疾病，是由KMT2D（1型）或KDM6A（类型2）中的突变引起的，该突变分别编码了染色质型甲基转移酶和脱甲基酶的染色质型化合物。然而，促成卡布基综合征智力残疾的机制仍然知之甚少。在这项研究中，我们使用Kabuki综合征1和2型的体外人类模型研究了神经元的突触发育，以及Kabuki综合征1型的体内小鼠模型。我们的发现表明，成熟的人IPSC衍生的神经元和具有致病突变的小鼠均表现出抑制性突触的发育增加。这种突触失衡导致神经网络中的兴奋性信息转移受损，这可能是在Kabuki综合征中观察到的认知缺陷的基础。
新兴的忆阻人工神经元和突触装置......
自从 20 世纪中叶麦卡洛克-皮茨神经元 1 和感知器 2 模型诞生以来，人工智能 (AI) 或人工神经网络 (ANN) 在很大程度上仍然是一个计算机科学术语。由于计算能力不足，本世纪后期的进展受到阻碍。1980-2000 年期间的集成电路制造无法在单个处理器和内存芯片上高密度集成晶体管。因此，在深度神经网络 (DNN) 或深度卷积神经网络 (DCNN) 3 上运行模拟并存储指数级累积的数据在时间和能源成本方面是不切实际的，尽管当时 ANN 模型已经相对完善 4-10 。随着芯片密度的提升以及对摩尔定律的追求带来的图形处理单元 (GPU) 等多核处理器的出现，再加上更高效的 ANN 算法 3,11,12，计算能力瓶颈在本世纪初得到成功解决。2012 年，具有十亿个连接的 DNN 被证明能够识别猫和人体等高度概念化的物体 13。同年，DNN 被证明在图像分类准确率方面与人类不相上下（基于 MNIST 数据库），甚至在交通标志识别方面也超越了人类 14。脉冲神经网络 (SNN) 由 Maass 于 1995 年提出 15,16，它采用脉冲
用于电子神经网络的数模混合突触芯片
级联的 CMOS 突触芯片包含一个 32x32 (1024) 个可编程突触的交叉阵列，已被制造为用于完全并行实现神经网络的“构建块”。突触基于混合数模设计，该设计利用片上 7 位数据锁存器来存储量化权重，并利用两象限乘法 DAC 来计算加权输出。突触具有 6 位分辨率，传输特性具有出色的单调性和一致性。已制造了一个包含四个突触芯片的 64 神经元硬件，用于研究反馈网络在优化问题解决中的性能。在本研究中，已在硬件中实现了 7x7 一对一分配网络和 Hop field-Tank 8 城市旅行商问题网络。已证明该网络能够实时获得最佳或接近最佳的解决方案。
开发结构引导的突触组织者神经电路控制
神经元突触是神经回路中的专门连接，构成了神经元之间信息传递的部位。在任何时候形成，维护和重组等突触中的动态结构变化是特征的特征，一组称为突触组织者的分子在此过程中起着重要作用。这些过程的破坏与所谓的“突触疾病”有关的各种神经系统和精神疾病有关。据报道，据报道，细胞粘附型突触组织者，神经素和神经素（NRX）会通过多种酶进行依次的蛋白水解裂解，并在突触形成和维护上作用于抑制性效应（suzuki et and neuron et al and al。 突触的另一种动态变化是，新的突触组织者的快速突触形成和成熟，是细胞外支架粘附型突触组织者（ESP：ESPS：细胞外支架蛋白），例如CBLN1（例如CBLN1），例如同时粘合到前nrxs和Glutsnapticsnapticepe delta-papta-symapticapicsicpai-luttapicepentapai-luttapicepepean-tepa- 将CBLN1的功能扩展为通用兴奋性突触连接器神经元五生型1（NPTX1），将与AMPA型谷氨酰胺受体（GLUAS）结合的ESP与CBLN1融合，并根据结构信息设计了人工突触连接器CPTX。 CPTX给小脑共济失调，阿尔茨海默氏病和脊髓损伤的小鼠模型的给药表明，通过快速诱导突触形成的行为异常改善了行为异常（Suzuki等，Science 69（6507）：69（6507）：EABBB4853（202020））。据报道，据报道，细胞粘附型突触组织者，神经素和神经素（NRX）会通过多种酶进行依次的蛋白水解裂解，并在突触形成和维护上作用于抑制性效应（suzuki et and neuron et al and al。 突触的另一种动态变化是，新的突触组织者的快速突触形成和成熟，是细胞外支架粘附型突触组织者（ESP：ESPS：细胞外支架蛋白），例如CBLN1（例如CBLN1），例如同时粘合到前nrxs和Glutsnapticsnapticepe delta-papta-symapticapicsicpai-luttapicepentapai-luttapicepepean-tepa- 将CBLN1的功能扩展为通用兴奋性突触连接器神经元五生型1（NPTX1），将与AMPA型谷氨酰胺受体（GLUAS）结合的ESP与CBLN1融合，并根据结构信息设计了人工突触连接器CPTX。 CPTX给小脑共济失调，阿尔茨海默氏病和脊髓损伤的小鼠模型的给药表明，通过快速诱导突触形成的行为异常改善了行为异常（Suzuki等，Science 69（6507）：69（6507）：EABBB4853（202020））。据报道，据报道，细胞粘附型突触组织者，神经素和神经素（NRX）会通过多种酶进行依次的蛋白水解裂解，并在突触形成和维护上作用于抑制性效应（suzuki et and neuron et al and al。突触的另一种动态变化是，新的突触组织者的快速突触形成和成熟，是细胞外支架粘附型突触组织者（ESP：ESPS：细胞外支架蛋白），例如CBLN1（例如CBLN1），例如同时粘合到前nrxs和Glutsnapticsnapticepe delta-papta-symapticapicsicpai-luttapicepentapai-luttapicepepean-tepa-将CBLN1的功能扩展为通用兴奋性突触连接器神经元五生型1（NPTX1），将与AMPA型谷氨酰胺受体（GLUAS）结合的ESP与CBLN1融合，并根据结构信息设计了人工突触连接器CPTX。CPTX给小脑共济失调，阿尔茨海默氏病和脊髓损伤的小鼠模型的给药表明，通过快速诱导突触形成的行为异常改善了行为异常（Suzuki等，Science 69（6507）：69（6507）：EABBB4853（202020））。我们正在进一步研究突触分子和粘合剂的结构，以开发下一代突触连接器。在本次研讨会中，我还将讨论基于结构信息和使用Cryo-EM/ET的原位结构分析以及
活性诱导的MECP2磷酸化调节视网膜生成突触细化
MECP2中的突变引起了RETT综合征（RTT），这是一种X链接的神经发育障碍，导致女性的认知障碍广泛。虽然RTT症状的确切病因尚不清楚，但其临床表现的一种可能解释是，由于大脑对神经元活动和感觉体验的变化的反应，MECP2的丧失导致神经回路的误差。在这里，我们表明MECP2在小鼠大脑中的四个残基（S86，S274，T308和S421）响应于神经元活性，并且我们会产生四倍的敲击 - 在（QKI）中 - 在（QKI）中，这四个活性 - 依赖性部位 - 依赖性的站点可预防丙烷磷酸化。QKI小鼠在两个大脑区域中不显示明显的RTT表型或可检测的基因表达变化。然而，来自QKI小鼠的视网膜生成突触的电生理记录表明，虽然消除突触消除最初在P14处是正常的，但在P20时会受到显着损害。值得注意的是，这种表型与先前报道的MECP2 NULL小鼠的突触细化缺陷不同，其中突触最初是完善的，但在产后第三周后退缩。因此，我们提出了一个模型，其中活性 - 诱导的MECP2磷酸化对于在产后早期的视网膜生成突触成熟的适当时间至关重要。
跨物种的蛋白质组学图揭示了人类突触发展
。cc-by-nc-nd 4.0国际许可证未通过同行评审获得证明）是作者/资助者，他已授予Biorxiv授予Biorxiv的许可，以永久显示预印本。它是此预印本的版权持有人（本版本发布于2023年5月22日。; https：//doi.org/10.1101/2022.10.24.513541 doi：biorxiv Preprint