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5-羟色胺调节发育中的前额叶皮层中的兴奋性突触成熟
发育中的前额叶皮层（PFC）中的5-羟色胺（5-HT）不平衡与长期行为差异有关。然而，尚不清楚5-HT介导的PFC发育的突触机制。我们发现，在产后两周中，PFC中5-HT释放的化学发生抑制和增强降低并增加了小鼠前额叶2/3锥体神经元上兴奋性脊柱突触的密度和强度。在单个棘突上释放5-HT诱导的结构和功能长期增强（LTP），以谷氨酸能活性非依赖性方式需要5-HT2A和5-HT7受体信号。值得注意的是，诱导5-HT刺激的LTP刺激通过5-HT7GαS激活增加了新形成的棘突（≥6h）的长期存活。在第一周，但没有增加兴奋性突触的密度和强度，慢性治疗小鼠（一种选择性5-羟色胺解脱抑制剂）的小鼠。 5-HT2A和5-HT7受体拮抗剂消除了氟西汀对体内PFC突触改变的影响。 我们的数据描述了产后早期发育期间PFC中PFC中单个棘水平的5-HT依赖性兴奋性突触可塑性的分子基础。慢性治疗小鼠（一种选择性5-羟色胺解脱抑制剂）的小鼠。5-HT2A和5-HT7受体拮抗剂消除了氟西汀对体内PFC突触改变的影响。我们的数据描述了产后早期发育期间PFC中PFC中单个棘水平的5-HT依赖性兴奋性突触可塑性的分子基础。
心脏疤痕组织中的成纤维细胞直接调节心脏兴奋性和心律不齐
*通讯作者。材料和信件的请求应发给a.d. adeb@mednet.ucla.edu。作者贡献：Y.W.在体外和体内进行了与光遗传学有关的实验，进行了CRISPR-Cas9靶向，并进行了所有相关分析。 B.T.，B.S。和P.W.进行了动物手术，并且记录的LV压力跟踪； S.R.进行了单核测序； F.M分析了核测序数据； Y.G.，A.E。和M.P.协助数据解释和上下文化； Y.K.就光学刺激协议和电记录的解释提供了建议； K.Y.和B.N.有助于记录钙瞬变； M.A进行并设计了单细胞电生理实验； M.A.和R.O.有助于解释和设计耦合实验； Q.L.，Z.S.和Z.Q.设计和执行的计算模拟并分析了模拟结果； A.D.概念化了该项目，设计了所有实验，监督了所有数据收集和光学遗传实验，解释了所有心脏电气追踪，并写了手稿。
红外神经刺激引起的兴奋性和抑制性神经反应的双光子成像
理解复杂的神经回路及其与特定行为的关系需要对神经元亚型进行精确的时间和空间调节。非遗传近红外光刺激是最有前途的大脑非侵入性神经接口技术之一。1-5 最近，脉冲红外神经刺激 (INS) 技术已被引入作为一种能够安全且可逆地调节神经活动的方法。1 与其他波长的红外刺激（例如 808 nm、2 980 nm、3 5.6 μ m 4、5 ）引起的效应相反，脉冲传输 ∼ 1.875 μ m 红外波长会导致局部热量传输并被水快速吸收。6 当通过 200 μ m 光纤以短脉冲串（0.25 ms、200 Hz、0.5 s）传输时，这种高度聚焦（亚毫米）光学方法为灵长类动物皮层中的功能性柱特异性刺激提供了一种独特的方法。 7 因此，INS 相较于传统电刺激的优势包括高空间选择性、非接触式传递，以及对于灵长类动物和人类应用而言更为重要的一点，即无需事先表达视蛋白即可对大脑部位进行神经调节。8、9 此外，凭借这种靶向光纤刺激的精确度和 MRI 兼容性，局部 INS 结合 MRI 可用于灵长类动物大脑网络的体内映射 10-12，并有望用于对清醒行为猴子进行神经调节。虽然这些应用已显示出对体内回路神经调节的巨大前景，但其作用机制或对单个细胞类型的影响目前仍然知之甚少。现在有越来越多的证据表明 INS 会导致神经调节。通过电生理学、内在信号光学成像和体内钙成像评估，INS 已被证明可在麻醉啮齿动物中诱导兴奋性和抑制性神经元反应。 13、14 INS 对麻醉恒河猴视觉皮层产生了典型的视觉诱导皮层内在信号 7 的反应，而且导致功能匹配的眼部优势域的选择性调节，与局部皮层-皮层连接的激活一致。超高场 MRI 中的 INS 可激活恒河猴解剖学预测的中尺度全球大脑部位，这进一步表明投射细胞（兴奋性锥体神经元）被 INS 激活。10 – 12 这些 INS 诱导的反应已被证明具有强度和持续时间依赖性。尽管有这些令人信服的证据，但直接用电生理学方法展示神经元反应仍然具有挑战性。一个被称为贝克勒尔效应的问题在于，记录电极的直接加热会通过电极中的热诱导电流污染神经元反应。Cayce 等人。使用同时在麻醉啮齿动物体内使用 INS 进行钙成像，并观察大脑表面皮质星形胶质细胞和顶端树突中的细胞内钙信号。14 Kaszas 等人使用遗传编码的钙指示剂 Syn-GCaMP6f 进行双光子钙成像，并表明 INS 在麻醉小鼠皮质体内的神经元中诱导微弱的细胞内钙信号。15 到目前为止，我们对神经元反应的理解仍然处于初级阶段。其潜在的作用机制尚不清楚 16 – 23，并且在细胞水平上对不同神经元亚型以及体内不同生理状态的反应的影响仍然缺乏。特别是，尽管 fMRI 研究表明 INS 可在远处皮质部位诱导 BOLD 激活，但对于细胞回路对这种功能连接结果的贡献知之甚少。为了研究 INS 如何影响体内单个神经元并检查对不同细胞亚型的影响，我们在小鼠体感皮层 2/3 层以单细胞分辨率对 INS 的神经元钙反应进行了双光子成像。使用特定的遗传编码钙指示剂 GCaMP6 检查了 hSyn 和 mDlx 标记的神经元亚型的钙反应。我们发现 INS 诱导了神经元钙反射变化的强烈、强度依赖性调节，这种调节与脉冲序列重复频率精确同步。在麻醉小鼠中，hSyn 神经元对 INS 表现出正偏转反应。令人惊讶的是，mDlx 神经元群体包含不同的反应，其中一些表现出负向反应，可能反映了抑制神经元群体的多样性。因此，这些数据确定了 INS 对 hSyn 和 mDlx 神经元的有效性以及对细胞亚型的可能依赖性。讨论了这一发现的意义。使用特定的遗传编码钙指示剂 GCaMP6s 检查了 hSyn 和 mDlx 标记的神经元亚型的钙反应。我们发现 INS 诱导了神经元钙反射变化的强烈、强度依赖性调节，这种调节与脉冲序列重复频率精确同步。在麻醉小鼠中，hSyn 神经元对 INS 表现出正偏转反应。令人惊讶的是，mDlx 神经元群体包含不同的反应，其中一些表现出负向反应，可能反映了抑制神经元群体的多样性。因此，这些数据确定了 INS 对 hSyn 和 mDlx 神经元的有效性以及对细胞亚型的可能依赖性。讨论了这一发现的含义。使用特定的遗传编码钙指示剂 GCaMP6s 检查了 hSyn 和 mDlx 标记的神经元亚型的钙反应。我们发现 INS 诱导了神经元钙反射变化的强烈、强度依赖性调节，这种调节与脉冲序列重复频率精确同步。在麻醉小鼠中，hSyn 神经元对 INS 表现出正偏转反应。令人惊讶的是，mDlx 神经元群体包含不同的反应，其中一些表现出负向反应，可能反映了抑制神经元群体的多样性。因此，这些数据确定了 INS 对 hSyn 和 mDlx 神经元的有效性以及对细胞亚型的可能依赖性。讨论了这一发现的含义。
c12orf57：突触AMPA电流和兴奋性神经元体内稳态的新型主要调节剂
。cc-by-nc 4.0国际许可（未获得同行评审证明），他授予Biorxiv授予Biorxiv的许可，以永久显示预印本。这是该版本的版权持有人，该版本发布于2025年1月28日。 https://doi.org/10.1101/2025.01.08.632037 doi：biorxiv preprint
上调的GIRK2抵消了乙醇引起的人类神经元兴奋性和呼吸的变化
1 Nash Family Department of Neuroscience, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, New York, New York 10029, 2 Department of Genetics & Genomic Sciences, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, New York, New York 10029, 3 Human Genetics Institute, Rutgers University, Piscataway, New Jersey 08854, 4 Department of Psychiatry & Behavioral Sciences, SUNY Downstate Health Sciences University, Brooklyn, New York 11203, Departments of 5 Medical and Molecular Genetics and 6 Biochemistry and Molecular Biology, Indiana University School of Medicine, Indianapolis, Indiana 46202, 7 Department of Neuroscience and Cell Biology and The Child Health Institute of New Jersey, Rutgers Robert Wood Johnson Medical School, New Brunswick, New Jersey 08901, and 8 Department of Cell生物学与神经科学，罗格斯大学，新泽西州皮斯卡塔维08854
基于 BCI 的振动触觉神经反馈训练可改善运动想象过程中的运动皮层兴奋性
在本研究中，我们探讨了振动触觉反馈是否可以增强运动皮层兴奋性，从而转化为基于运动想象 (MI) BCI 的训练期间局部皮层区域的可塑性变化。为此，我们重点研究了 MI 的两个最显着的神经生理学效应——事件相关去同步 (ERD) 水平和通过导航经颅磁刺激 (nTMS) 评估的皮层兴奋性增加。对于 TMS 导航，我们使用了单独的高分辨率 3D 脑 MRI。十名未接受过 BCI 治疗的健康成年人参加了这项研究。在有和没有反馈的情况下分别执行 MI（使用 Graz-BCI 范式的静息或左/右手想象）任务。为了研究基于 MI BCI 的训练中振动触觉反馈的存在/不存在对感觉运动皮层激活的贡献程度，我们比较了有反馈和无反馈训练后 MI 期间的 MEP 幅度。此外，还研究了基于 MI BCI 的训练期间的 ERD 水平。我们的研究结果证明，在 MI 训练期间应用振动触觉反馈会导致 (i) 与非惯用手的 MI 相对应的对侧运动皮层区域的 mu 节律 EEG 模式的去同步水平增强；(ii) 与 MI 所涉及的肌肉相对应的手部肌肉表征中的运动皮层兴奋性增加。
富含大脑的环状 RNA 控制兴奋性神经传递并限制对厌恶刺激的敏感性
环状 RNA (circRNA) 是一大类非编码 RNA。尽管已鉴定出数千种环状转录本，但其中大多数的生物学意义仍未得到探索，部分原因是缺乏生成功能丧失动物模型的有效方法。在本研究中，我们重点研究了 circTulp4，这是一种源自 Tulp4 基因的丰富 circRNA，在大脑和突触区室中富集。通过创建 circTulp4 缺陷小鼠模型，我们在其中突变了负责生成 circTulp4 的剪接接受体位点，但不影响线性 mRNA 或蛋白质水平，我们能够进行全面的表型分析。我们的结果表明，circTulp4 在调节神经元和大脑生理学、调节兴奋性神经传递的强度和对厌恶刺激的敏感性方面至关重要。该研究提供的证据表明，circRNA能够调节神经元中的生物学相关功能，并在表型的多个层面上产生调节作用，为circRNA在神经过程中的调控作用建立了原理证明。
皮质兴奋性中的调节会破坏感知级刺激处理中的信息传递
尽管对行为变异性的神经基础显着兴趣，但对无法响应感知水平刺激的皮质机制几乎没有光明。我们假设由感知水平刺激引起的皮质活性对皮质兴奋性的瞬间发光很敏感，因此可能无法提出产生行为反应。我们使用电子摄影记录测试了这一假设，以遵循六个人类受试者的皮质活性的传播，这些受试者对感知水平的听觉刺激做出了反应。在这里我们表明，对于没有导致行为反应的演示文稿，皮质活性的可能性从听觉皮层到运动皮层降低，并且与局部皮质兴奋性降低有关。皮质兴奋性进行了量化。因此，当人类的听觉刺激接近感知水平的阈值时，皮质兴奋性中的瞬间瞬间弹性决定了对感觉刺激的皮质反应是否成功地将听觉输入连接到了结果行为反应。
再灌注和细胞保护剂是缺血性卒中疗法中的互惠互利对：针对兴奋性毒性和自由基
抽象中风是世界上大部分地区的死亡原因和残疾的主要原因。尤其是中国面临着中风的最大挑战，因为人口很快。在数十年的临床试验中，没有神经保护剂在主要临床终点上具有可重复的功效，因为再灌注可能是神经保护需要临床上有益的。幸运的是，溶栓和血管血管血栓切除术的成功使我们进入了急性缺血性中风（AIS）疗法的再灌注时代。脑细胞保护剂可以预防缺血的有害作用，因此在再灌注前“冻结”缺血性阴茎，扩展了再灌注疗法的时间窗口。由于再灌注通常会导致再灌注损伤，包括流血转化，脑水肿，梗塞进展和神经系统恶化，因此细胞保护剂将通过预防或减少再灌注损伤来增强再灌注疗法的疗效和安全性。因此，再灌注和细胞保护剂是AIS治疗中互惠互益的一对。在这篇综述中，我们概述了在AIS的急性阶段缺血或缺血/再灌注后阴影内导致细胞死亡的关键病理生理事件，重点是兴奋性毒性和自由基。我们讨论了细胞保护疗法的关键药理靶标，并评估了通过临床试验进行的细胞保护剂的最新进展，突出了多坐菌剂的细胞保护剂，这些剂在缺血性和再灌注级联的多个水平上进行干预。
基于 BCI 的振动触觉神经反馈训练可改善运动想象过程中的运动皮层兴奋性
摘要—在本研究中，我们探讨了振动触觉反馈是否可以增强运动皮层兴奋性，从而在基于运动想象 (MI) BCI 的训练过程中转化为局部皮层区域的可塑性变化。为此，我们重点研究了 MI 的两个最显着的神经生理学效应——事件相关去同步 (ERD) 水平和通过导航经颅磁刺激 (nTMS) 评估的皮层兴奋性增加。对于 TMS 导航，我们使用了单独的高分辨率 3D 脑 MRI。十名未接受过 BCI 治疗的健康成年人参加了本研究。在有和没有反馈的情况下分别执行 MI（使用 Graz-BCI 范式的休息或左/右手想象）任务。为了调查基于 MI BCI 的训练中振动触觉反馈的存在/不存在对运动皮层兴奋性的贡献程度