行为源自多个在解剖学和功能上不同的大脑区域的协调活动 1,2 。现代实验工具 3–5 使我们能够前所未有地接触大量神经群,甚至是横跨全脑许多相互作用区域的神经群 2 。然而,要理解如此大规模的数据集,不仅需要稳健、可扩展的计算模型来提取区域间通信的有意义特征,还需要原则性理论来解释这些特征。在这里,我们介绍了基于电流的分解 (CURBD),这是一种使用数据约束的循环神经网络模型 6 推断全脑相互作用的方法,该模型一旦经过训练,就会自主产生与实验获得的神经数据一致的动态。CURBD 利用从这些模型推断出的功能相互作用来同时揭示多个大脑区域之间的定向电流。我们首先表明,CURBD 可以在具有已知连接和动态的模拟真实网络中准确地隔离区域间电流。然后,我们将 CURBD 应用于从广泛的神经数据集(斑马鱼幼虫 7 、小鼠 8 、猕猴 9 和人类 10 )获得的多区域神经记录,以证明 CURBD 在解开全脑相互作用和行为背后的区域间通信原理方面的广泛适用性。
研究文章:方法/新工具| Novel Tools and Methods Whole-brain mapping in adult zebrafish and identification of the functional brain network underlying the novel tank test https://doi.org/10.1523/ENEURO.0382-24.2025 Received: 30 August 2024 Revised: 10 January 2025 Accepted: 13 January 2025 Copyright © 2025 Rajput et al.这是根据Creative Commons Attribution 4.0国际许可条款分发的开放访问文章,只要将原始工作正确归因于任何媒介,它允许在任何媒介中进行无限制的使用,分发和复制。
最初是公共场所:Werhahn,Julia E; Smigileski,卢克斯; SACU,SEDA;穆尔,苏珊娜; Wirelinger,David;没事,吉利;母亲,Le-Andra M; Glennon,Jeffrey C; Firstra,Peter J; Dietrich,Andrea;拖延,蕾妮·斯莫尔; Acgregin,Pascal M;霍尔兹(Holz),纳西(Nathie E);京,莎拉; Banaschewski,Tobias; Sume,Melanie C; Schulze,Ulrike M e; Lythgo,David J; Sethi,Arjun;克雷格,迈克尔; Mastroiani,数学; Sagar-Ouryhli,伊利亚斯; Santush,Paramaa J;罗莎,米雷亚;巴尔加罗,努里亚; Castro-Fornis,Josefina; Arango,Celso; Penzol,Maria J; Switch,Marcel P;弗兰克斯,巴拉拉;通常,Jan K;苏珊(Susanne)沃尔兹(Waltza);丹尼尔·布兰奇(Brange)(2023)。不同的全脑功能连通性相关性或儿童和青少年白人破坏性行为的反应性侵略性和死亡的反应性特征。神经图像:临床,40:103542。doi:https://doi.org/10,1016/j.nicl
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1美国纽黑文耶鲁大学医学院精神病学系; 2瑞士苏黎世苏黎世大学心理治疗和心理学精神病学系; 3美国波士顿耶鲁大学物理系; 4美国洛杉矶洛杉矶分校,戴维·格芬医学院; 5美国纽黑文耶鲁大学室内神经科学计划; 6克罗地亚萨格勒布大学精神病学系; 7美国洛杉矶分校的心理学系,美国洛杉矶; 8美国匹兹堡匹兹堡大学神经科学中心; 9美国纳什维尔范德比尔特大学医学中心精神病学系;美国纽黑文市耶鲁大学医学院的10磁共振研究中心; 11美国休斯敦贝勒医学院放射学和精神病学系; 12耶鲁大学医学院儿童学习中心,美国纽黑文; 13斯洛文尼亚卢布尔雅那卢布尔雅那大学心理学系; 14美国布里奇波特医院精神病学系; 15美国耶鲁大学心理学系,美国纽黑文
缺乏准确和全面分析的工具,阻碍了小鼠的全脑电路发展。没有现有的3D大脑图集提供每日产后分辨率,因为建造这种地图集是高度劳动的。轴突形态动态变化,使可靠的分割具有挑战性,许多2D数据集缺乏足够的Z分辨率用于交叉模式3D分析。在这里,我们提出了D-LMBMAPX,这是一种在产后发展的自动化全脑电路分析的深度学习管道。d-LMBMAPX构建高分辨率的3D小鼠大脑图谱,跨越了七个产后阶段,并在任何后日都采用自适应注册策略来进行全脑对齐。它还集成了用于轴突和SOMA分割的基础模型,从而实现了整个开发的定量电路评估。,我们实现了基于扩散模型的样式转移,以用于交叉模式和跨二维注册,并通过将遗传定义的神经元类型从2D ISH数据集对齐到我们的3D地图集进行了验证。使用D-LMBMAPX,我们在产后成熟过程中介绍了全脑多巴胺能预测。
在过去的二十年中,对全身麻醉(GA)的安全担忧是由于在各种药理条件和动物模型中记录脑细胞死亡的研究引起的。如今,在整个新生小鼠大脑中对Sevoflurane诱导的细胞凋亡的彻底表征将有助于识别并进一步关注潜在的机制。使用组织清除和免疫组织化学,我们在产后日(P)7小鼠中对七氟氨酸诱导的凋亡进行了全脑作图。我们发现切割叶片3染色的解剖学上异体增加。新型P7脑图集的使用表明,新皮层是受影响最大的区域,其次是纹状体和脑脑。皮质切片中的组织学表征确定有丝质神经元是受影响最大的细胞类型,并遵循后骨皮质浅层层中最大凋亡的心脏内和心脏内梯度。这里使用的无偏解剖学映射使我们能够在围产期,新皮层受累,并指示纹状体和脑遗传损伤的同时,同时表明中度的海马一方面。新皮质梯度的鉴定与成熟依赖性机制一致。然后,进一步的研究可以集中于七氟醚对发育过程中神经元迁移和生存的干扰。
摘要在缺席癫痫患者中,反复癫痫发作可以显着降低其生活质量,并导致尚无法治疗的合并症。缺失癫痫发作的特征是与意识的短暂变化相关的脑电图上的尖峰和波排放。但是,在癫痫发作期间和外部,大脑对外部刺激的反应仍然未知。这项研究旨在研究来自Strasbourg(Gaers)的遗传缺失癫痫大鼠(GAERS)的反应性,这是一种缺乏癫痫的大鼠模型。动物是使用安静的零回波时间,功能磁共振成像(fMRI)序列在非墨水清醒状态下成像的。在间隔和发作时期应用了感觉刺激。全脑血流动力学反应。此外,使用平均场模拟模型来解释状态之间视觉刺激的神经反应性的变化。在癫痫发作期间,对两种感觉刺激的全脑反应受到抑制并在空间上受到阻碍。在皮质中,尽管采用了刺激,但在癫痫发作期间血液动力学反应在癫痫发作期间呈负极极化。平均场模拟显示由于刺激引起的活动受到限制的传播,并且与fMRI发现很好地达成了一致。结果表明,在缺席的情况下,在这种缺失的癫痫过程中,缺乏癫痫发作会阻碍感官处理,甚至抑制了感官处理。