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大鼠脑急性发作过程中数据驱动的网络动力学模型
癫痫是全球最常见的神经系统疾病之一。最近的研究结果表明，大脑是一个由神经元网络组成的复杂系统，癫痫发作被认为是其相互作用产生的一种新特性。基于这一观点，网络生理学已成为一种有前途的方法，用于探索大脑区域如何在健康状态和危重疾病条件下协调、同步和整合其动态。因此，本文的目的是介绍（动态）贝叶斯网络 (DBN) 的应用，以基于使用阈值分析发现的弧数对诱发癫痫发作的大鼠的局部场电位 (LFP) 数据进行建模。结果表明，DBN 分析捕捉到了发作过程中大脑连接的动态特性，以及与神经生物学的显著相关性，这些相关性源于采用药理学操作、病变和现代光遗传学技术的开创性研究。根据所提出的方法评估的弧与以前的文献取得了一致的结果，此外还展示了功能连接分析的稳健性。此外，它还提供了令人着迷的新颖见解，例如前肢阵挛和全身性强直阵挛性癫痫 (GTCS) 动态之间的不连续性。因此，DBN 与阈值分析相结合可能是研究脑回路及其动态相互作用的绝佳工具，无论是在稳态条件下还是在功能障碍条件下。
MP-SeizNet：一种使用 EEG 进行癫痫类型分类的多路径 CNN Bi-LSTM 网络。
癫痫发作类型识别对于癫痫患者的治疗和管理至关重要。然而，这是一个耗时耗力的困难过程。随着机器学习算法的进步，自动诊断系统有可能加速分类过程、提醒患者并支持医生做出快速准确的决策。在本文中，我们提出了一种新型多路径癫痫发作类型分类深度学习网络 (MP-SeizNet)，它由卷积神经网络 (CNN) 和具有注意机制的双向长短期记忆神经网络 (Bi-LSTM) 组成。本研究的目的是仅使用脑电图 (EEG) 数据对特定类型的癫痫发作进行分类，包括复杂部分性、简单部分性、失神性、强直性和强直阵挛性癫痫发作。EEG 数据以两种不同的表示形式输入到我们提出的模型中。 CNN 接收从 EEG 信号中提取的小波特征，而 Bi-LSTM 接收原始 EEG 信号，以便我们的 MP-SeizNet 能够从癫痫发作数据的不同表示中进行联合学习，从而获得更准确的信息学习。我们利用最大的 EEG 癫痫数据库——天普大学医院 EEG 癫痫发作语料库 TUSZ v1.5.2 评估了所提出的 MP-SeizNet。我们使用三重交叉验证对不同患者数据评估了我们提出的模型，并使用五重交叉验证对癫痫发作数据评估了模型，结果分别获得了 87.6% 和 98.1% 的 F1 分数。
清醒灵长类动物皮层神经元对皮层内微刺激的反应
摘要 皮层内微刺激 (ICMS) 常用于许多实验和临床范例；然而，它对神经元激活的影响仍未完全了解。为了记录清醒非人类灵长类动物皮层神经元对刺激的反应，我们在通过植入三只恒河猴初级运动皮层 (M1) 的犹他阵列提供单脉冲刺激的同时记录了单个单位活动。输送到单通道的 5 到 50 m A 之间的刺激可靠地引发了整个阵列中记录的神经元尖峰，延迟长达 12 毫秒。ICMS 脉冲还会引发一段长达 150 毫秒的抑制期，通常在初始兴奋反应之后发生。电流幅度越高，引发尖峰的概率就越大，抑制持续时间也越长。在神经元中引发尖峰的可能性取决于自发放电率以及其最近尖峰时间和刺激开始之间的延迟。 2 到 20 Hz 之间的强直重复刺激通常会调节诱发尖峰的概率和抑制的持续时间；高频刺激更有可能改变这两种反应。在逐次试验的基础上，刺激是否诱发尖峰并不影响随后的抑制反应；然而，它们随时间的变化通常是正相关或负相关的。我们的研究结果证明了皮质神经对电刺激反应的复杂动态，在将 ICMS 用于科学和临床应用时需要考虑这些动态。
发育中的海马球体模型发作和癫痫发生
三维 (3D) 神经细胞培养物本身就适合高通量网络电生理学研究，以比二维神经网络更现实的架构复杂性研究健康和疾病状态下的大脑功能。癫痫是脑网络疾病的象征，因为它反映了异常的电路重组和超同步，导致突然和不受控制的放电（癫痫发作）。迄今为止，对癫痫特征的建模依赖于对细胞、离体脑组织或完整动物的药理学、离子或基因操作，无法重现大多数由未知原因引发的癫痫。在这里，我们报告了在生理条件下培养的啮齿动物原代海马细胞球体中自发出现的癫痫样模式，即在没有已知起始刺激的情况下，通过微电极阵列电生理学检测到。从 DIV10 到 DIV35 出现了三种不同的电表型，即发作间期（癫痫发作之间）、发作期（癫痫发作）或混合型。特别是，强直阵挛性发作放电在 DIV28-35 时最为突出。这些模式表现出的电图和光谱特征与体外和体内啮齿动物癫痫模型以及耐药性癫痫患者的海马中观察到的特征非常相似。值得注意的是，并非所有球体都表现出全面的发作活动，这与尚未解答的问题相呼应，即为什么大脑会癫痫发作并产生癫痫。这一证据表明，应谨慎使用海马细胞再生疗法，因为它们可能会引发癫痫；同时，海马球体可作为还原模型，支持涉及海马的癫痫综合征的高通量临床前研究。
使用经颅交流电刺激 (tACS) 调节大脑疼痛节律 - 一项针对健康人类参与者的假对照研究
摘要：慢性疼痛是一个主要的医疗保健问题。迫切需要更好的机制理解和新的治疗方法。在大脑中，疼痛与 alpha 和 gamma 频率的神经振荡有关，可以使用经颅交流电刺激 (tACS) 来针对这些振荡。因此，我们在 29 名健康参与者的慢性疼痛实验模型中研究了 tACS 调节疼痛和疼痛相关自主活动的潜力。在 6 个记录会话中，参与者完成了强直热痛模式，并同时在前额叶或躯体感觉皮质上接受 alpha 或 gamma 频率的 tACS 或假 tACS。同时，收集疼痛评级和自主反应。使用目前的设置，tACS 不会调节疼痛或自主反应。贝叶斯统计数据证实在大多数情况下缺乏 tACS 效应。唯一的例外是躯体感觉皮质上的 alpha tACS，但证据尚无定论。综合起来，我们未发现 tACS 对健康人类强直性实验疼痛有显著影响。根据我们目前和以前的发现，进一步的研究可能会应用针对体感 alpha 振荡的改进刺激方案。试验注册：研究方案已在 ClinicalTrials.gov 上预先注册（NCT03805854）。观点：调节脑振荡是一种很有前途的疼痛治疗方法。因此，我们应用经颅交流电刺激 (tACS) 来调节健康参与者的实验疼痛。然而，tACS 不会调节疼痛、自主反应或 EEG 振荡。这些发现有助于塑造未来 tACS 治疗疼痛的研究。
使用经颅交流电刺激 (tACS) 调节大脑疼痛节律 - 一项针对健康人类参与者的假对照研究
摘要：慢性疼痛是一个主要的医疗保健问题。迫切需要更好的机制理解和新的治疗方法。在大脑中，疼痛与 alpha 和 gamma 频率的神经振荡有关，可以使用经颅交流电刺激 (tACS) 来针对这些振荡。因此，我们在 29 名健康参与者的慢性疼痛实验模型中研究了 tACS 调节疼痛和疼痛相关自主活动的潜力。在 6 个记录会话中，参与者完成了强直热痛范例，并同时在前额叶或躯体感觉皮质上接受 alpha 或 gamma 频率的 tACS 或假 tACS。同时，收集疼痛评级和自主反应。使用目前的设置，tACS 不会调节疼痛或自主反应。贝叶斯统计数据证实在大多数情况下缺乏 tACS 效应。唯一的例外是躯体感觉皮质上的 alpha tACS，但证据尚无定论。综合起来，我们未发现 tACS 对健康人类强直性实验疼痛有显著影响。根据我们目前和以前的发现，进一步的研究可能会应用针对体感 alpha 振荡的改进刺激方案。试验注册：研究方案已在 ClinicalTrials.gov 上预先注册（NCT03805854）。观点：调节脑振荡是一种很有前途的疼痛治疗方法。因此，我们应用经颅交流电刺激 (tACS) 来调节健康参与者的实验性疼痛。然而，tACS 不会调节疼痛、自主反应或 EEG 振荡。这些发现有助于塑造未来 tACS 治疗疼痛的研究。
CRISPR-Cas9
Ana Buj Bello 的团队是 Genethon（AFM-Telethon 实验室）INSERM 部门的研究员，他们在斯坦纳特氏肌强直性营养不良症（成人最常见的神经肌肉疾病）的小鼠模型中对 CRISPR-Cas9 方法进行了概念验证。事实上，得益于这种基因组编辑方法，导致该疾病的 DMPK 基因中扩增的 CTG 三联体重复序列被“切割”并从基因中去除，测试模型的肌肉细胞中毒性 RNA 聚集体的数量减少了。基于这些令人鼓舞的结果，研究人员目前正在研究全身治疗，这些结果发表在 6 月 5 日的《分子治疗》杂志上。斯坦纳特氏肌强直性营养不良症 (DM1) 是成人肌营养不良症最常见的形式。该病由遗传因素引起，估计每 8,000 人中就有 1 人患病，主要特征是收缩后难以放松（肌强直）和进行性肌肉无力。该病是由 DMPK 基因突变引起的，具体来说，是 DMPK 基因中一个 3 核苷酸小 DNA 序列（CTG 三联体）的重复次数增加。这导致突变的 DMPK RNA 在细胞核中积累，从而导致细胞功能改变。目前尚无治愈这种神经肌肉疾病的方法。在这项研究中，Ana Buj Bello 的团队与肌肉研究所的 Denis Furling 团队和 Imagine 研究所的 Genevieve Gourdon 团队合作，开发并评估了一种基因治疗方法，该方法使用 CRISPR-Cas9 分子剪刀在细胞和体内小鼠（DMSXL）疾病模型中：
乳香树中毒表现为抗利尿激素分泌不当综合征、低钠血症、癫痫和横纹肌溶解症
免疫系统。她在 2021 年 7 月接种第一剂 BNT162b2 疫苗四天后出现对光过敏、眼痛、恶心、头晕和下肢无力，接种疫苗一周后将 B. serrata 的剂量增加到五粒胶囊（1000mg/d）。在以 1000mg/d 的剂量服用 B. serrata 3 周后，她因第一次无诱因全身强直阵挛性癫痫发作被送入重症监护病房 (ICU)。检查发现血清低钠血症[112mmol/L(n,135～150mmol/L)]，尿钠浓度为58mmol/L，血清渗透压为234mosm/kg(n,280～300mosm/kg)，尿渗透压为739mosm/kg(n,450～600mosm/kg)，促肾上腺皮质激素浓度为85.9pg/mL(n,7.2～63.3pg/mL)，基础皮质醇浓度正常，C反应蛋白(CRP)浓度正常，白细胞计数为11.4(n,<10/l)，中性粒细胞增多，淋巴细胞减少，横纹肌溶解症[肌酸激酶(CK)最高浓度为76348U/L(n,1～145U/L)]。脑磁共振成像 (MRI) 显示脑室周围有三处未增强病变，与四年前的 MRI 相比，其数量和范围没有变化。垂体正常。恶性肿瘤筛查无用。患者被诊断为 SIADH，并接受左乙拉西坦、强制利尿和氯化钠输注治疗。经过三周的治疗和停用 B. serrata 胶囊后，她完全康复。
choe_watchmaker_simic_2021.pdf - Lim 实验室 | UCSF
使用嵌合抗原受体 (CAR) T 细胞治疗实体癌的难题是缺乏理想的靶抗原，这些靶抗原既绝对肿瘤特异性又均质表达。我们表明，多抗原引发和杀伤识别电路提供了灵活性和精确度，可以克服胶质母细胞瘤背景下的这些挑战。可识别特定引发抗原（例如异质但肿瘤特异性的胶质母细胞瘤新抗原表皮生长因子受体剪接变体 III (EGFRvIII) 或中枢神经系统 (CNS) 组织特异性抗原髓鞘少突胶质细胞糖蛋白 (MOG)）的 synNotch 受体可用于局部诱导 CAR 表达。通过靶向同质但非绝对肿瘤特异性的抗原，这可以彻底但可控地杀死肿瘤细胞。此外，synNotch 调节的 CAR 表达可避免强直信号和衰竭，使更高比例的 T 细胞保持幼稚/干细胞记忆状态。在携带脑内患者来源异种移植瘤 (PDX) 且异质性表达 EGFRvIII 的免疫缺陷小鼠中，单次静脉输注 EGFRvIII synNotch-CAR T 细胞表现出比传统组成性表达 CAR T 细胞更高的抗肿瘤功效和 T 细胞持久性，且不会杀死肿瘤外细胞。用中枢神经系统特异性抗原 MOG 引发的 synNotch-CAR 电路转导的 T 细胞也表现出对脑内 PDX 的精确和有效控制，而没有证据表明在脑外引发。总之，通过使用整合对多个不完善但互补抗原的识别的电路，我们提高了针对胶质母细胞瘤的 T 细胞的特异性、完整性和持久性，从而提供了适用于其他实体肿瘤的通用识别策略。
发作后全身脑电图抑制的检测：随机森林方法
背景：癫痫猝死 (SUDEP) 是仅次于中风的神经系统事件，可导致数年的潜在寿命损失。发作后全身性脑电图 (EEG) 抑制 (PGES) 是大脑活动受到抑制的一段时间，通常发生在全身性强直阵挛性癫痫发作之后，这是 SUDEP 的最重要风险因素。因此，PGES 已被视为 SUDEP 风险的潜在生物标志物。自动 PGES 检测工具可以解决劳动密集型且有时不一致的视觉分析的局限性。成功的自动 PGES 检测方法必须克服与检测 EEG 记录中可能包含生理和采集伪影的细微幅度变化有关的计算挑战。目标：本研究旨在提出一种随机森林方法，用于使用在癫痫监测单元中获取的多通道人体 EEG 记录自动检测 PGES。方法：我们使用来自 EEG 信号的时间、频率、小波和通道间相关特征的组合来训练随机森林分类器。我们还根据 PGES 状态变化构建并应用了基于置信度的校正规则。受实用性的启发，我们引入了一种新的基于时间距离的评估方法来评估 PGES 检测算法的性能。结果：基于时间距离的评估表明，对于无伪影信号，我们的方法实现了 5 秒容差的阳性预测率为 0.95。对于具有不同伪影水平的信号，我们的预测率从 0.68 到 0.81 不等。结论：我们引入了一种基于特征的随机森林方法，用于使用多通道 EEG 记录自动检测 PGES。我们的方法在降低信号伪影水平的同时实现了越来越好的基于时间距离的性能。需要进一步研究 PGES 检测算法是否能在任何信号伪影水平下表现良好。