实验神经科学技术正在迅速发展,高密度电生理学和靶向电刺激方面取得了重大进展。结合这些技术,源自多能干细胞的皮质类器官有望成为大脑发育和功能的体外模型。尽管感觉输入对体内神经发育至关重要,但很少有研究探讨有意义的输入对体外神经培养物随时间的影响。在这项工作中,我们展示了脑类器官中目标导向学习的第一个例子。我们开发了一个闭环电生理学框架,将小鼠皮质类器官融入模拟动态任务(称为“Cartpole”的倒立摆问题)并通过高频训练信号评估学习。该框架支持的纵向实验阐明了选择训练信号的不同方法如何能够提高任务的效率。我们发现,对于大多数类器官,通过人工强化学习选择的训练信号比随机选择的训练信号或没有训练信号在任务上的表现更好。这种研究体外学习机制的系统方法为治疗干预和生物计算开辟了新的可能性。
随后,这些组织样本在加州大学圣地亚哥分校的 Hibbs 实验室和最近开放的 Goeddel Family Technology Sandbox 进行分析,该实验室配备了先进的低温电子显微镜 (cryo-EM) 仪器。低温电子显微镜快速冷却组织,将样本“冻结”在原地,从而以新的方式可视化其他方式无法实现的复杂细节。研究人员还使用电生理学测量 GABA A 受体如何发挥作用以及对药物的反应。
从历史上看,该领域可以追溯到18世纪的路易吉·加尔瓦尼(Luigi Galvani)的实验。虽然电生理学仍然是在高时间分辨率下监测活脑组织中个体神经元活性的金标准,但光学方法比电生理学具有独特的优势。通过表达基因编码的致动器和传感器,通常以细胞类型的方式进行了神经元活性的光学监测和操纵神经元活性。3 - 8在各种光学方法中,纤维光度法提供了一种简单但功能强大的解决方案,可监测自由表现的动物中特定类型的特定神经元种群活性。纤维光度法首先在2005年引入神经科学。9遗传编码的钙指标(GECIS)的出现允许光纤光度法监测自由表现的小鼠深脑区域的细胞类型特异性弹出活性。在过去的二十年中1)。纤维光度法通常涉及两个主要成分(图2):荧光指示器和光学设备。前者可以是化学指标或遗传编码的传感器。虽然开拓性研究使用钙敏感染料,但9个GCAMP是最受欢迎的选择[图。2(c)]。基因设计的电压指标也已部署以监测快速的神经振荡。5,1513,14在过去的5年中,使用遗传编码的传感器用于神经发射器和神经调节剂,已获得流行。
背景:根据研究的 3R 原则,应尽可能限制动物的使用。尤其是对于初级科学家进行光生理和电生理手术技术的培训,在转向活体动物之前需要替代的培训工具。我们已经开发了一种经济高效的大鼠脑模型,用于训练各种手术技术,包括但不限于光遗传学、电生理学和颅内药物治疗。结果:我们的大脑模型创造了一种逼真的动物手术训练体验。手术的成功率(例如植入准确性)可以在模型大脑的横截面上轻松评估。此外,该模型允许练习电生理记录以及测试运动或光相关的伪影。与现有方法的比较:就必要的技术、注意事项和时间跨度而言,我们模型中的手术和记录体验与实际大鼠中的非常相似。与实际大鼠大脑的一些差异略微降低了我们模型与活体动物相比的难度。因此,入门级科学家可以先在我们的模型中学习基本技术,然后再学习活体动物中稍微复杂的程序。结论:我们的大脑模型是一种有用的培训工具,可以让刚进入电生理学和光遗传学操作领域的科学家掌握一套基本技能,然后再将其应用于活体动物。它可以适应所需的培训内容,甚至可以用于为更高级的科学家测试和优化新的实验室设备。
基因表达的改变,从而调节生理活性,例如生长和受精。[1-5]这些电子信号被认为是快速响应的长距离信号通路,对植物的生存不利。[1,5,6]因此,研究植物电生理学通过先进的电子技术为植物的疑问和干预提供了坚实的基础,[7-11]具有可持续食品供应和环境保护的潜在好处。非侵入性植物电生理学优先是侵入性的,因为获得的信号无需损害植物组织而获得的信号。[12]但是,植物的不平坦和不规则的表面地形为与电极紧密接触的大障碍带来了巨大的障碍。[11]特别是,大多数植物都会形成多种形态(直,分支,螺旋等)的三个(类似头发的附属物)和变化的密度,[13]可能具有挑战性地形成并遵守包括凝胶电极在内的常规电极。尽管使用软凝胶和粘合水凝胶可以改善与生物组织的接触,但[14-17]预先形成的固体水凝胶的平面表面和明确定义的几何形状阻碍了它们与毛茸茸的植物表面的综合接触(图1 A-I I和图S1:图S1:支持信息)。这种缺乏一致性将减少粘附力和信号传递稳定性和忠诚度。[18]
Fuh -Cherng Jeng博士,博士jeng@ohio.edu听觉电生理学实验室我们的实验室位于俄亥俄州大学康复与传播科学学院的听力和语言科学的新近装修的空间中。 实验室是一种最先进的设施,其中包含用于开展基本和应用研究项目的设备。 我们努力研究和理解我们的耳朵和大脑如何编码从正常和病理种群中的简单(例如纯音)到复杂(例如语音)的感觉信息。 我们的研究重点是事件相关和认知潜力,作为更好地理解大脑活动的方法。 我们最常用的答复是:1。 振幅调制和频率跟随响应,2。 词汇音调引起的响应,3。 认知听觉电位。Fuh -Cherng Jeng博士,博士jeng@ohio.edu听觉电生理学实验室我们的实验室位于俄亥俄州大学康复与传播科学学院的听力和语言科学的新近装修的空间中。实验室是一种最先进的设施,其中包含用于开展基本和应用研究项目的设备。我们努力研究和理解我们的耳朵和大脑如何编码从正常和病理种群中的简单(例如纯音)到复杂(例如语音)的感觉信息。我们的研究重点是事件相关和认知潜力,作为更好地理解大脑活动的方法。我们最常用的答复是:1。振幅调制和频率跟随响应,2。词汇音调引起的响应,3。认知听觉电位。
神经单位活动背后的含义一直是一个挑战,因此它将在可预见的未来持续存在。是最能发表的策略之一,检测高分辨率神经传感器记录中的神经活动,然后正确地将其归因于其相应的源神经元,即峰值分选过程,到目前为止已经盛行。支持不断改进的记录技术和复杂的算法,用于提取有价值的信息和聚类过程中的丰度,这使Spike Smorts Smorts spike smants spike cons spike s smitters s smitters s smange cons s spike of to spike conse spike cons in to spike consection spike swiments <> 在电生理学分析中,Spike Smorts smange smints spike smange smints spike smitters spike smitters。 本评论试图说明,在尖峰分类算法的所有阶段,过去5年的创新都带来了值得与非专家用户社区共享的概念,结果和问题。 通过彻底检查神经传感器,录制程序和各种尖峰分类策略的最新创新,相关知识的骨骼化在此处,并具有更接近原始目标的倡议:在神经转录方面迈出了一个迈出的一步。在电生理学分析中,Spike Smorts smange smints spike smange smints spike smitters spike smitters。 本评论试图说明,在尖峰分类算法的所有阶段,过去5年的创新都带来了值得与非专家用户社区共享的概念,结果和问题。 通过彻底检查神经传感器,录制程序和各种尖峰分类策略的最新创新,相关知识的骨骼化在此处,并具有更接近原始目标的倡议:在神经转录方面迈出了一个迈出的一步。在电生理学分析中,Spike Smorts smange smints spike smange smints spike smitters spike smitters。本评论试图说明,在尖峰分类算法的所有阶段,过去5年的创新都带来了值得与非专家用户社区共享的概念,结果和问题。通过彻底检查神经传感器,录制程序和各种尖峰分类策略的最新创新,相关知识的骨骼化在此处,并具有更接近原始目标的倡议:在神经转录方面迈出了一个迈出的一步。
- Principal Investigator NOTICE FINALIZED 2018 Research, Young Researchers' Project (GR–2018–12367290) "Neuronal Reprogramming in Schizophrenia: A Translational Approach to UNVEL SLEEP ENDOPHENOTYPES" Institutional recipient Lombardy Region - Directorate General Health, Partner Unit at the Department of Neuroscience and Mental Health of Foundation of Foundation of Foundation IRCCS CA'GRANDA, HOSPITAL MAGGIORE PISA大学生物学系的Policlinico和神经干细胞实验室。 以45万欧元的总预算资助。 - 首席调查员部门呼叫第2行 - 具有“精神分裂症项目的GABA能实习功能障碍:从睡眠内生类型到IPSC衍生的疾病建模”(Serene:精神分裂症重编程神经元电生理学)。 以预算为8,416欧元(将额外捐款分配到第一名)。 - 首席研究员部门部门研究支持计划 - 第2行“机构活动的年度设备”与Parvalbumin-阳性项目Gabergic Internons的精神分裂症:从皮质电生理学到细胞重编程。 以预算为5,250欧元的资金。 - 在AIFA-2016-2016- 02364923中的操作单元AIFA 2016的头部评估抑郁症患者的Vortioxetine Vortioxetine与SSRI的安全性和效应层面:在布拉格马性,多中心,开放式,平行 - 平行,平行,平行,随机试验,随机试验,版本3,055/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/1。- Principal Investigator NOTICE FINALIZED 2018 Research, Young Researchers' Project (GR–2018–12367290) "Neuronal Reprogramming in Schizophrenia: A Translational Approach to UNVEL SLEEP ENDOPHENOTYPES" Institutional recipient Lombardy Region - Directorate General Health, Partner Unit at the Department of Neuroscience and Mental Health of Foundation of Foundation of Foundation IRCCS CA'GRANDA, HOSPITAL MAGGIORE PISA大学生物学系的Policlinico和神经干细胞实验室。以45万欧元的总预算资助。- 首席调查员部门呼叫第2行 - 具有“精神分裂症项目的GABA能实习功能障碍:从睡眠内生类型到IPSC衍生的疾病建模”(Serene:精神分裂症重编程神经元电生理学)。以预算为8,416欧元(将额外捐款分配到第一名)。- 首席研究员部门部门研究支持计划 - 第2行“机构活动的年度设备”与Parvalbumin-阳性项目Gabergic Internons的精神分裂症:从皮质电生理学到细胞重编程。以预算为5,250欧元的资金。- 在AIFA-2016-2016- 02364923中的操作单元AIFA 2016的头部评估抑郁症患者的Vortioxetine Vortioxetine与SSRI的安全性和效应层面:在布拉格马性,多中心,开放式,平行 - 平行,平行,平行,随机试验,随机试验,版本3,055/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/2012/1。Vespa Study: Vortioxetine in the Elderly vs. SSRIS: A Pragmatic Assessment (Principal Investigator Prof. Corrado Barbui, Unit of Clinical Psychopharmacology - WHO Center for Mental Health Research; Department of Public Health and Community Medicine; Psychiatry Section; University
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。
标题:开发针对孤儿癌或神经发育障碍的离子通道和转运蛋白上新分子开发和电生理验证的微型技术。pi和实验室的名称:Marco Lolicato and Elements S.R.L.研究主题/主题:生物物理学,工程,化学和分子生物学。主要摘要:博士生将通过实验室活动,临时研讨会和参与国会,转化医学的互补领域的技能,特别关注跨膜治疗目标的分子和功能方面,例如离子渠道和转移剂。通过与公司元素S.R.L.的合作,学生还将发展对微电子和电生理学的深入了解,这将使他在行业和学术领域的就业市场中具有竞争力。实验室主要用于涉及肿瘤病理和神经发育过程的离子通道和转运蛋白的生物物理学。实验室的目的是鉴定HV1通道在乳腺癌转移中的作用(1); (2)KCC2通道相互作用组的分子机制; (3)二价VDAC1-己激酶复合物的分子结构。在实验室中,我们能够为结构和功能研究净化足够数量的蛋白质靶标,并且我们正在与国际公司积极合作开发新的抗癌分子。学生的进度将由实验室经理和工业导师不断监控。博士生将通过学习分子生物学和生化技术来进入这种情况,这将使他能够产生感兴趣的蛋白质,并获取必要的技能,以独立和无监督的电生理测量测量,以评估分子对纯化蛋白质的影响。博士生将学会评估蛋白质制备的质量并分析和解释电生理学数据。实验室进度报告将每周组织,并每月与公司经理举行虚拟会议。博士生还将在实验室和高通量电生理系统组成部分的电子设备中获得“故障排除”的经验。该项目具有很高的创新性和竞争性,因为它将实验室研究与用于电生理测量的微电源成分的开发相结合。实际上,目标是通过彻底筛选已经可用的化合物的商业分子库和库来鉴定抗肿瘤和神经发育分子,但已批准用于治疗不同的病理学(药物重新培养 /重新定位)。这些类型的筛选需要大量的实验和电生理测量。但是,由于Elements Company开发的工具并由博士生优化 /开发的工具,可以快速测试每天数十个分子。技术:电生理学,蛋白质表达和纯化,细胞生物学测定,计算方法(对接,分子动力学,蛋白质工程)。这种方法论方法的发展不仅对实验室和帕维亚大学都有用,而且最重要的是,对于国家和国际科学界而言,这是有用的。