适当的皮质层压对于认知,学习和记忆至关重要。在体感皮质中,以层状特异性方式详细介绍了锥体式神经元,以决定突触伴侣和整体纤维组织。在这里,我们利用男性和雌性小鼠模型,单细胞标记和成像方法来识别层状特异性侧支的内在调节剂,也称为间隙,轴突分支。我们为II/III层锥体神经元的稳健,稀疏,标记开发了新方法,以获得轴突分支形态的单细胞定量评估。,我们将这些方法与细胞自主的功能丧失(LOF)和过表达(OE)在体内候选筛查中结合在一起,以鉴定皮质神经元轴突分支层压板的调节剂。我们将细胞骨架结合蛋白DREBRIN(DBN1)的作用赋予调节II/III层皮质投射神经元(CPN)侧面轴突在体外的调节中的作用。LOF实验表明,DBN1是抑制II/III层CPN侧支轴突分支在IV层中的伸长的必要条件,在其中,通常不存在轴突通过II/III层CPN分支的轴突分支。相反,DBN1 OE产生过量的短轴突突起,让人联想到未能拉长的新生轴突侧支。结构 - 功能分析暗示DBN1 S142磷酸化和DBN1蛋白结构域已知可介导F-肌动蛋白捆绑和微管(MT)耦合,作为DBN1 OE时侧支分支的必要条件。综上所述,这些结果有助于我们理解调节兴奋性CPN中侧支轴突分支的分子机制,这是新皮层回路形成的关键过程。
功能磁共振成像(fMRI)是绘制人脑功能的最重要方法之一,但仅对潜在的神经活动进行了间接度量。最近的发现表明,fMRI血液氧合水平依赖性(粗体)信号的神经生理学相关性可能在区域特异性。我们检查了海马和新皮层中fMRI BOLD信号的神经生理学相关性,其中神经结构的差异可能导致各个信号之间的关系不同。用深度电极植入的15例人类神经外科患者(10名雌性,5名男性)进行了无语言召回任务,而电生理活性则同时记录在海马和新皮层部位。同一患者随后在fMRI会议上进行了类似的任务版本。随后的记忆效应(SME)是针对这两种成像模态的计算,作为编码相关的大脑活动的模式,可预测以后的自由回忆。线性混合效应建模表明,大胆和伽马频段中小企业之间的关系通过记录位置的LOBAR位置进行了调节。粗体和高伽玛(70 - 150 Hz)中小型企业在许多新皮层中都具有协变量。这种关系在海马中逆转,在海马中,大胆和高伽玛中小型中小型中小型企业之间存在负相关。我们还观察到内侧颞叶中的大胆和低伽马(30 - 70 Hz)中小型脉冲之间存在负相关关系。这些结果表明,海马中BOLD信号的神经生理学相反与新皮层中观察到的神经生理相反。
大量针对啮齿类动物和人类的研究表明,海马体和前额叶皮质对于记忆刺激之间的时间关系至关重要,越来越多的证据表明,嗅周皮质也可能参与其中。然而,不同研究的实验参数差异很大,这限制了我们充分理解这些结构的基本作用的能力。事实上,以前的研究在强调的时间记忆类型(例如,顺序、序列或时间分离)、使用的刺激和反应(例如,试验独特或重复的序列,以及偶然或奖励行为)以及控制潜在混杂因素的程度(例如,原发性和近期效应或继发于项目记忆障碍的顺序记忆缺陷)方面各不相同。为了帮助整合这些发现,我们开发了一种新的范式,用于测试试验独特事件系列的偶然记忆,并同时评估海马体、前额叶皮质或嗅周皮质受损动物的顺序和项目记忆。我们发现,这种新方法可以增强对顺序和项目的记忆,而海马、前额叶和周围皮层的损伤会选择性地损害顺序记忆。这些发现表明,海马、前额叶皮质和周围皮层是广泛结构网络的一部分,这些结构对于偶然学习情景记忆中的事件顺序至关重要。
海马癫痫发作模仿中叶颞叶癫痫会导致小鼠成年神经源性小裂的严重破坏。癫痫发作会引起神经干细胞的切换为反应性表型(反应性神经干细胞,反应-NSCS),其特征是以多种肥大的形态,大规模激活进行有丝分裂,对称分裂和最终分化为反应性星形胶质细胞。结果,神经发生在长期存在。在这里,使用中颞叶癫痫的小鼠模型,我们表明表皮生长因子受体(EGFR)信号传导途径是诱导React-NSCS的关键,并且其抑制作用对Neurenopenic元素产生了有益的影响。我们表明,在神经干细胞中EGFR信号途径的两个激活剂中,都会在神经干细胞的EGFR信号途径的两种激活剂中,通过单次公公中注射海马内注射癫痫发作后的最初几天。施用EGFR抑制剂Gefinib是IV临床期IV中的化学治疗性,可防止React-NSC的诱导并保留神经发生。
。cc-by-nc-nd 4.0国际许可证。根据作者/资助者提供了预印本(未经同行评审的认证)提供的,他已授予Biorxiv的许可证,以在2024年2月5日发布的此版本中在版权所有者中显示预印本。 https://doi.org/10.1101/2023.05.15.15.540723 doi:Biorxiv Preprint
我们提出了一个多区域大脑模型,该模型探讨了内部海马区域在空间嵌入决策任务中的作用。利用累积的任务,我们模拟了反映hippocampus Ca1区域内形成的认知图的决策过程。我们的模型集成了将网格和位置单元格结合的两分记忆支架结构,并与复发性神经网络(RNN)一起基于感觉输入和网格单元格表示,以模拟动作选择。我们证明,在模型中内侧内侧皮层(MEC)和CA1中的位置和证据信息的联合编码复制了对位置细胞行为的实验观察,并迅速学习。我们的发现表明网格单元被共同调节以定位和证据。
与适应性应力相关的行为是多种复杂的精神疾病不可或缺的,并且已经很好地确定血清素能信号介导了这些不良适应状态的各个方面。在这些研究中,我们试图发现先前未定义的血清素能途径的功能,该途径从插入式核(IPN)到腹侧海马(VHIPP)。采用交叉逆行和化学遗传病毒释放策略来操纵IPN-VHIPP途径的功能。我们发现电路抑制对应对策略和自然奖励相关的行为的显着影响。具体而言,除了适度影响蔗糖消耗和食物自我促进外,对IPN-VHIPP途径的抑制大大增加了应力引起的逃生行为。在抑制这种途径时,VHIPP中血清素能5-HT 2A/2C受体的激动剂激活逆转了IPN-VHIPP电路抑制对主动逃生行为的影响,从而支持了行为效应的突触机制。IPN-VHIPP抑制不会引起一般运动,焦虑相关行为和静脉内尼古丁自我给药的差异。重要的是,这些发现与这种逃生行为中对5-羟色胺的规范理解相反,表明5-羟色胺以大脑中特定于途径的方式对行为产生相反的影响。综上所述,这些发现对我们对血清素能信号传导的理解以及相关的疾病症状治疗方法具有重要意义。
中国香港水湾的香港科学技术大学生命科学师; B分子神经科学中心,香港科学技术大学,清水湾,香港,中国; c国家科学技术大学分子神经科学的关键实验室,中国香港清水湾;香港神经退行性疾病中心,中国香港; e香港科学技术大学电子和计算机工程系,中国香港清水湾; F系统生物学与人类健康中心,香港科学技术大学,清水湾,香港,中国; G中国香港中文大学医学院生物医学科学学院,中国香港; H Gerald Choa神经科学中心,香港中国大学,香港,中国香港;我是广东省脑科学,疾病和药物开发的省级主要实验室,深圳研究所,深圳 - 香港脑科学研究所,518057,中国广东,
1995; Brusini等。 2018),几乎没有神经元数的数据(Racicot等人 2021)。 我们的数据是第一个证明人工选择可以驱动神经元密度的重大变化的数据,与以前的主张形成鲜明对比(Jardim-Messeder等人。 2017),没有大脑区域量的重大增加。 大脑区域体积和神经元密度可能有所不同的事实1995; Brusini等。2018),几乎没有神经元数的数据(Racicot等人2021)。我们的数据是第一个证明人工选择可以驱动神经元密度的重大变化的数据,与以前的主张形成鲜明对比(Jardim-Messeder等人。2017),没有大脑区域量的重大增加。大脑区域体积和神经元密度可能有所不同的事实
图1。海马皮质连通性的地形梯度。a)前三个海马连接图(G1-G3),解释了左右半球的67%的方差。相似的颜色传达了类似的皮质连接模式。值范围在0(蓝色)和1(黄色)之间。b)图沿前后海马轴的连通性传达。从23个海马垃圾箱(每个〜2mm)的平均值与距离最前最前海马体素的距离(以毫米为单位)绘制。值,并在参与者之间平均。G1传达了沿前后梯度的连通性逐渐变化。g2传达了沿二阶长轴梯度的连通性逐渐变化,将中间海马与前端和后端分开。g3传达沿纵轴的连通性几乎没有变化,而连通性变化反而在主要的内侧侧面梯度中进行了组织。c)G1,G2和G3的皮质预测。值范围在0(蓝色)和1(黄色)之间。d)梯度空间中皮质网络的顺序。密度图可视化七个皮质网络的梯度值的分布(Yeo等,2011)。e)海马梯度的皮质模式与皮质功能组织的三个主要梯度之间的相关性,这些梯度在每个图的顶部都被示例(Margulies等,2016)。