摘要 葡萄糖是大脑的必需燃料,但葡萄糖和乳酸对神经元能量代谢的相对贡献尚不清楚。我们发现,增加乳酸(而不是葡萄糖浓度)会增强大脑皮层神经元的放电活动。增强的放电依赖于由 KCNJ11 和 ABCC8 亚基形成的 ATP 敏感性钾 (K ATP ) 通道,我们表明这些通道在大多数新皮质神经元类型中都有功能性表达。我们还展示了皮质神经元吸收和代谢乳酸的能力。我们进一步揭示,皮质神经元主要通过氧化磷酸化产生 ATP,仅少量通过糖酵解产生。我们的数据表明,在活跃的神经元中,乳酸比葡萄糖更适合作为能量底物,并且乳酸代谢通过 K ATP 通道影响新皮质的神经元活动。我们的研究结果强调了神经元和星形胶质细胞之间的代谢串扰对大脑功能的重要性。
持续多通道监测生物电信号对于了解整个身体至关重要,有助于在神经研究中建立准确的模型和预测。目前最先进的无线生物电记录技术依赖于辐射电磁 (EM) 场。在这种传输中,由于 EM 场辐射范围很广,因此只能接收到一小部分能量,从而导致系统有损、效率低下。使用身体作为通信介质(类似于“电线”)可以将能量限制在体内,从而比辐射 EM 通信的损耗低几个数量级。在这项工作中,我们引入了动物身体通信 (ABC),它将使用身体作为介质的概念应用于慢性动物生物电记录领域。这项工作首次开发了动物身体通信电路和通道损耗的理论和模型。利用该理论模型,使用现成的组件构建了一个亚英寸 3 的定制传感器节点,该节点能够通过大鼠的身体感应和传输生物电位信号,与传统无线传输相比,其功率明显较低。体内实验分析证明,与传统无线通信方式相比,ABC 成功地通过身体传输了采集的心电图 (EKG) 信号,相关精度 >99%,功耗降低了 50 倍。
啮齿类动物的顺序和线索导向反应学习先前已被证明依赖于完整的纹状体信号传导。具体而言,这些行为依赖于纹状体多巴胺和乙酰胆碱的释放,在两个系统发生改变的动物模型中,顺序反应学习明显受损。在这里,我们提供了一种使用啮齿类动物触摸屏系统测试顺序响应/响应链学习的方案。具体而言,本方案旨在在啮齿类动物触摸屏设备中实施改编自 Keeler 等人 (2014) 的异质序列任务。此任务以前曾用于评估小鼠的复杂运动学习和反应选择。在以下方案中,任务是在基于触摸屏的自动化室中执行的,该室有五个响应位置,使用食物强化剂来维持性能。序列任务要求受试者从左到右依次对出现在五个不同位置的白色方形刺激物进行五次鼻子戳刺。© 2021 Wiley Periodicals LLC。
人们认识到,遗传改变的小鼠在理解许多疾病的病理生理学方面的重要性是多么重要,包括癌症,心脏和代谢疾病,以及提高我们对基本生理学的了解。创造,繁殖和维持转基因的动物,我们将确保生成的动物以最高的健康和福利标准生产,从而实现更可重现和可发表的研究。因此,我们能够招募高质量的研究科学家。动物部门具有创建,育种和饲养这些动物的专业知识,以完全控制提供直接福利福利的育种计划,并且在行政上有效地确保最小浪费,从而使几个研究计划都可以使用相同的动物系列,并在指定的时间范围内育种项目需求。
动物在复杂的环境中进化,产生了各种各样的行为,包括导航、觅食、捕食和同种动物的相互作用,这些行为在从几毫秒到几天的时间尺度上发生变化。从历史上看,这些行为一直是生态学和动物行为学研究的重点,而系统神经科学主要关注可以重复数千次并在高度人工环境中发生的短时间尺度行为。得益于机器学习、小型化和计算方面的最新进展,现在有可能在更自然的条件下研究自由移动的动物,同时应用系统技术:执行时间特定的扰动、建模行为策略以及在动物自由移动时记录大量神经元。这篇评论的作者是一群对系统神经科学、生态学和动物行为学的共同目标深表赞赏的科学家。我们相信,现在是成为一名神经科学家的激动人心的时刻,因为我们有机会作为一个领域成长,接受跨学科、开放、协作的研究,以提供新的见解,并让研究人员能够跨学科、跨物种、跨规模地联系知识。在这里,我们结合自己的工作,讨论了动物行为学、生态学和系统神经科学的起源,并强调了如何将这些领域的方法结合起来为我们的研究提供新的见解。我们希望这篇评论能促进这些互动和联盟,并帮助我们一起做更好的科学研究。
M.F-M。是德国Tübingen的Curevac AG的管理委员会成员和雇员。 S.R.,B.P.,N.R.,K.S。 和S.O.M. 是Curevac AG的雇员,德国Tübingen,这是一家公开上市的公司,开发了基于RNA的疫苗和免疫治疗药。 所有作者均可在公司中持有股票或股票期权。 S.R.,B.P.,N.R.,K.S.,M.F-M。发明人获得了MRNA疫苗接种及其使用的几项专利。M.F-M。是德国Tübingen的Curevac AG的管理委员会成员和雇员。S.R.,B.P.,N.R.,K.S。 和S.O.M. 是Curevac AG的雇员,德国Tübingen,这是一家公开上市的公司,开发了基于RNA的疫苗和免疫治疗药。 所有作者均可在公司中持有股票或股票期权。 S.R.,B.P.,N.R.,K.S.,M.F-M。发明人获得了MRNA疫苗接种及其使用的几项专利。S.R.,B.P.,N.R.,K.S。和S.O.M. 是Curevac AG的雇员,德国Tübingen,这是一家公开上市的公司,开发了基于RNA的疫苗和免疫治疗药。 所有作者均可在公司中持有股票或股票期权。 S.R.,B.P.,N.R.,K.S.,M.F-M。发明人获得了MRNA疫苗接种及其使用的几项专利。和S.O.M.是Curevac AG的雇员,德国Tübingen,这是一家公开上市的公司,开发了基于RNA的疫苗和免疫治疗药。所有作者均可在公司中持有股票或股票期权。S.R.,B.P.,N.R.,K.S.,M.F-M。发明人获得了MRNA疫苗接种及其使用的几项专利。S.R.,B.P.,N.R.,K.S.,M.F-M。发明人获得了MRNA疫苗接种及其使用的几项专利。
非侵入性神经调节技术,包括经颅直流电刺激 (tDCS),已被证明可以调节神经元功能,并用于认知神经科学和治疗神经精神疾病。在这种情况下,动物模型提供了一种强大的工具来识别 tDCS 的神经生物学作用机制。然而,找到一个易于使用且允许各种刺激参数的电流发生器可能很困难和/或昂贵。在这里,我们介绍了 Open-tES 设备,这是一个在协作平台 Git-Hub 上共享的知识共享许可 (CC BY、SA 4.0) 下的项目。该电流发生器允许实现 tDCS(和其他类型的刺激),适用于啮齿动物,易于使用且成本低廉。已经进行了特性分析以测量所输送电流的精度和准确度。我们还旨在将其效果与临床试验中使用的商业刺激器(DC-Stimulator Plus,Neuro-Conn,德国)进行比较。为了实现这一目标,我们进行了一项行为研究,以评估其在减少小鼠抑郁相关行为方面的功效。刺激器的精度和准确度分别优于 250 nA 和 25 nA。本研究对小鼠进行的行为评估未发现临床试验中使用的商业刺激器和 Open-tES 设备之间存在任何显著差异。刺激器的准确度和精确度确保了刺激的高可重复性。该电流发生器是一种可靠且廉价的工具,可用于非侵入性脑电刺激领域的临床前研究。
使用小鼠和大鼠模型进行神经接口领域已经取得了进展,但这些模型的可互换性的标准化尚未建立。小鼠模型允许使用转基因、光遗传学和先进的成像方式,可用于检查与神经植入物本身相关的生物影响和故障机制。直接比较小鼠和大鼠模型之间的电生理数据的能力对于神经接口的开发和评估至关重要。这两种啮齿动物模型中最明显的区别是尺寸,这引起了人们对设备引起的组织应变作用的担忧。植入的微电极阵列对脑组织施加的应变被认为会影响长期记录性能。因此,了解植入物与组织尺寸比差异引起的组织应变的任何潜在差异对于验证大鼠和小鼠模型的可互换性至关重要。因此,本研究旨在调查电生理差异和预测设备引起的组织应变。从植入动物身上收集了 8 周的大鼠和小鼠电生理记录。使用有限元模型评估植入皮层内微电极的组织应变,同时考虑到两种模型在皮层深度、植入深度和电极几何形状方面的差异。与小鼠模型相比,大鼠模型在急性而非慢性时间点记录单个单元活动的通道百分比和每个通道记录的单元数量更大。此外,有限元模型还显示两种啮齿动物模型之间在组织应变方面没有预测差异。总的来说
花园等小区域可用部分埋入地下的栅栏围起来。可以使用铁丝管保护落羽杉和其他树苗免受海狸鼠的伤害,可以使用隔板阻止它们钻入河岸。这些方法实施起来可能很昂贵,而且可能并不总是有效或实用。当非致命措施无法解决损害时,WS 拥有清除问题区域海狸鼠种群的专业知识。由于海狸鼠是一种入侵物种,威胁着本地野生动物物种和植被,因此重新安置海狸鼠不是一个可行的选择。将海狸鼠重新安置到新区域只会重新定位问题,并可能导致新群落的建立和新的损害问题。
G蛋白 - 内向矫正的K(Girk)通道是G I/O-蛋白质 - 信号系统的靶标,可抑制细胞的兴奋性细胞。Girk通道作为同型(GIRK2和GIRK4)或具有非功能同源亚基(GIRK1和GIRK3)的异驱动器存在。尽管它们与多个条件有关,但缺乏区分不同少女通道亚型的选择性girk药物阻碍了对其精确的生理相关性和治疗性潜力的研究。在这里,我们报告了大脑GIRK1/2通道的高度特异性,有效且有效的激活因子。使用化学筛选和电生理测定法,我们发现该激活剂,溴硫氰基取代的小分子GAT1508是针对脑表达的GIRK1/2通道的特异性的,而不是心脏GIRK1/4通道。计算模型预测了通过实验性诱变实验验证的GAT1508结合位点,提供了有关基于尿素的化合物如何与通道激活所需的遥远GIRK1残基的见解。此外,我们还提供了计算和经验证据,表明GAT1508是通道 - 磷脂酰肌醇4,5-双磷酸磷酸盐的变构调节剂。通过脑部滑动电生理学,我们表明,亚阈值GAT1508浓度直接刺激基底外侧杏仁核(BLA)和potentiate baclofen诱导的电流中的Girk电流。值得注意的是,GAT1508在啮齿动物中有效地熄灭了条件恐惧,缺乏心脏和行为副作用,这表明其在创伤后应激失调的药物治疗中的潜力。总而言之,我们的发现表明小痣 -