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World File Search System运动神经元
成人大脑的神经元接线图
Sven Dorkenwald 1,2 , Arie Matsliah 1 , Amy R Sterling 1,3 , Philipp Schlegel 4,5 , Szi-chieh Yu 1 , Claire E. McKellar 1 , Albert Lin 1,6 , Marta Costa 5 , Katharina Eichler 5 , Yijie Yin 5 , Will Silversmith 1 , Casey Schneider-Mizell 7 , Chris S. Jordan 1 , Derrick Brittain 7 , Akhilesh Halageri 1 , Kai Kuehner 1 , Oluwaseun Ogedengbe 1 , Ryan Morey 1 , Jay Gager 1 , Krzysztof Kruk 3 , Eric Perlman 8 , Runzhe Yang 1,2 , David Deutsch 1,9 , Doug Bland 1 , Marissa Sorek 1,3 , Ran卢 1 , Thomas Macrina 1,2 , Kisuk Lee 1,10 , J. Alexander Bae 1,11 , Shang Mu 1 , Barak Nehoran 1,2 , Eric Mitchell 1 , Sergiy Popovych 1,2 , Jingpeng Wu 1 , Zhuan Jia 1 , Manuel Castro 1 , Nico Kemnitz 1 , Dodam Ih 1 , Alexander Shakeel Bates 4,5,12,13 , Nils Eckstein 14 , Jan Funke 14 , Forrest Collman 7 , Davi D. Bock 15 , Gregory SXE Jefferis 4,5 , H. Sebastian Seung 1,2 * , Mala Murthy 1 *, FlyWire 联盟
意识、认知和神经元细胞骨架
将大脑视为由简单神经元组成的复杂计算机无法解释意识或认知的基本特征。没有突触的单细胞生物利用其细胞骨架微管执行有目的的智能功能。需要一个新的范式来将大脑视为一个尺度不变的层次结构，既从神经元水平向上延伸到越来越大的神经元网络，也向下、向内延伸到神经元内细胞骨架微管中更深、更快的量子和经典过程。证据表明，微管中存在在太赫兹、千兆赫兹、兆赫兹、千赫兹和赫兹频率范围内重复的自相似传导共振模式。这些传导共振显然起源于太赫兹量子偶极振荡和每个微管蛋白（微管的组成亚基和大脑中最丰富的蛋白质）中色氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸的芳香族氨基酸环的π电子共振云之间的光学相互作用。现在，来自培养的神经元网络的证据还表明，树突状体细胞微管中的千兆赫和兆赫振荡调节远端轴突分支的特定放电，从而因果地调节膜和突触活动。大脑应该被视为一个尺度不变的层次结构，其中量子和经典过程对意识和认知至关重要，这些过程源自神经元内的微管。
大脑皮层锥体神经元的计算能力
皮质锥体神经元的电活动由结构稳定、形态复杂的轴突树突树支持。轴突和树突在长度或口径方面的解剖差异反映了神经信息输入或输出的底层功能特化。为了正确评估锥体神经元的计算能力，我们分析了 NeuroMorpho.Org 数据库中的大量三维数字重建数据集，并量化了小鼠、大鼠或人类大脑皮层不同区域和层次的基本树突或轴突形态测量值。根据获得的形态测量数据对参与神经元电脉冲的离子总数和类型的物理估计，结合活动大脑消耗的葡萄糖所驱动的神经递质释放和信号传导的能量，支持在热力学允许的 Landauer 极限下进行高效的大脑计算，从而实现不可逆的逻辑运算。电压感应 S4 蛋白 Na + 、K + 或 Ca 2+ 离子通道 α 螺旋中的单个质子隧穿事件非常适合用作单个 Landauer 基本逻辑运算，然后通过穿过开放通道孔的选择性离子电流进行放大。这种计算门控的小型化允许在人类大脑皮层中每秒执行超过 1.2 个 zetta 逻辑运算，而不会因释放的热量而燃烧大脑。
脑脊液接触神经元：在CNS
Cerebrospinal fluid-contacting neurons: multimodal cells with diverse roles in the CNS Claire Wyart 1† , Martin Carbo-Tano 1 , Yasmine Cantaut-Belarif 1 , Adeline Orts-Del'Immagine 1 and Urs L. Böhm 2 1 Institut du Cerveau (ICM), INSERM U1127, UMR CNRS 7225巴黎，索邦大学，法国巴黎。2卓越神经集群，柏林柏林Charité大学，德国。†电子邮件：claire.wyart@icm-institute.org摘要|脑脊液（CSF）是一种复杂的解决方案，可在CNS周围循环
肌萎缩性侧硬化症中serpina3的差异表达。
影响运动神经元的神经退行性疾病，包括肌萎缩性侧索硬化症（ALS），没有治疗方案，通常是致命的（1，2）。我们利用了无偏的全转录组差异基因表达分析的力量，利用原代患者细胞和组织来发现其使用已发表的数据定义ALS的基因（3，4）。我们发现，在ALS患者的主要运动神经元中编码SERPIN家族A成员3的Serpina3的显着差异表达。serpina3在ALS患者的骨骼肌中也有差异表达。与对照运动神经元相比，ALS患者运动神经元的SERPINA3转录本在ALS患者运动神经元中存在明显更高的水平。这些分析将开始定义ALS的转录格局。
转录程序介导神经元毒性和改变神经神经元信号传导
1 cambridge CB2 0AH剑桥大学临床神经科学系和NIHR生物医学研究中心，英国2号2 2 0aw，英国4基因组学，干细胞生物学和再生医学小组，分子生物学研究所，Leopold- Franzens- University Innsbruck，Innsbruck，Innsbruck，Innsbruck 5 Italiano Di Tecnologia Instituto（IIT），20139年意大利米兰8大学科隆大学，德国科隆1 cambridge CB2 0AH剑桥大学临床神经科学系和NIHR生物医学研究中心，英国2号2 2 0aw，英国4基因组学，干细胞生物学和再生医学小组，分子生物学研究所，Leopold- Franzens- University Innsbruck，Innsbruck，Innsbruck，Innsbruck 5 Italiano Di Tecnologia Instituto（IIT），20139年意大利米兰8大学科隆大学，德国科隆
可卡因自我给药期间解码次级运动皮层神经元活性：体内钙成像的纵向见解
（未通过同行评审认证）是作者/资助者。保留所有权利。未经许可就不允许重复使用。此预印本版的版权持有人本版本发布于2025年1月2日。 https://doi.org/10.1101/2024.05.20.594996 doi：Biorxiv Preprint
成人大脑的神经元接线图
Sven Dorkenwald 1,2 , Arie Matsliah 1 , Amy R Sterling 1,3 , Philipp Schlegel 4,5 , Szi-chieh Yu 1 , Claire E. McKellar 1 , Albert Lin 1,6 , Marta Costa 5 , Katharina Eichler 5 , Yijie Yin 5 , Will Silversmith 1 , Casey Schneider-Mizell 7 , Chris S. Jordan 1 , Derrick Brittain 7 , Akhilesh Halageri 1 , Kai Kuehner 1 , Oluwaseun Ogedengbe 1 , Ryan Morey 1 , Jay Gager 1 , Krzysztof Kruk 3 , Eric Perlman 8 , Runzhe Yang 1,2 , David Deutsch 1,9 , Doug Bland 1 , Marissa Sorek 1,3 , Ran卢 1 , Thomas Macrina 1,2 , Kisuk Lee 1,10 , J. Alexander Bae 1,11 , Shang Mu 1 , Barak Nehoran 1,2 , Eric Mitchell 1 , Sergiy Popovych 1,2 , Jingpeng Wu 1 , Zhuan Jia 1 , Manuel Castro 1 , Nico Kemnitz 1 , Dodam Ih 1 , Alexander Shakeel Bates 4,5,12,13 , Nils Eckstein 14 , Jan Funke 14 , Forrest Collman 7 , Davi D. Bock 15 , Gregory SXE Jefferis 4,5 , H. Sebastian Seung 1,2 * , Mala Murthy 1 *, FlyWire 联盟 +
基于活体神经元的自动生成器
固态微电子学、分子生物学和神经科学领域的最新进展推动了神经形态设备的发展，将人工和生物系统结合起来，实时监测和控制神经活动。控制理论和非线性动力学的突破推动了神经元作为动态系统的数学理论和物理模型的演变，从单个元素[1-3]发展到复杂的神经网络[4,5]。同步过程在神经动力学的编码和解码中起着至关重要的作用，揭示了自组织过程在神经元动力学中的重要性[6-9]。此外，随着时间的推移，人们已经证明神经元动力学的基础在于复杂系统的自组织过程[10,11]。机器学习在神经网络中的应用已经解决了从简单计算到预测极端事件等各种问题[12-16]。脑机接口已经开发出来，用于恢复和调节大脑神经活动，采用侵入式和非侵入式方法 [17-19]。这些接口集成了复杂的传感器阵列，适用于不同的大脑区域，如视觉皮层、运动皮层、海马体等 [20]。生理信号传感系统的技术进步在保持灵敏度的同时减小了尺寸，无线系统简化了信号的记录和刺激 [21]。值得注意的是，已经开发出一种无线和无电池平台，可以进行数周的长期实时观察，并支持闭环操作 [22]。另一个值得注意的无线和无电池系统的例子包括电子电路、柔性电极阵列和儿茶酚胺传感器。该系统有助于体内实验，允许同时对自由行为的受试者进行光遗传学刺激和电化学记录儿茶酚胺动力学 [23]。这些平台有可能增进我们对生理过程的理解
神经元作为量子参考系的层次结构。
神经元是典型的生物信息处理器。然而，神经信息处理的理论模型，尤其是概念模型，越来越落后于我们对神经元作为电兴奋细胞的不断发展的经验理解。例如，过去二十年的实验工作已经明确证实，树突会经历活动依赖性重塑 [1, 2, 3]，特别是树突棘位置、密度和功能的改变 [4]，即使在成年人中也是如此。这种个体发生过程在功能上类似于树突结构和位置多样性的进化，因为它们已经适应了一系列功能角色 [5]，例如通过突触可塑性实现深度学习 [6, 7]。因此，神经元不是静态结构，而是可以被视为在整个生命周期中不断发育。这一动态过程对神经元级和生物体级功能都有重大影响。例如，在大脑发生剧烈重塑和重建的生物体（如毛毛虫转变为蝴蝶或飞蛾）中，它们学到的一些记忆会保留下来并经受住这一过程 [8]。在其他情况下，记忆可以印刻在从其他组织再生的新大脑上 [9, 10]，这凸显了大规模神经结构及其存储信息的可塑性。重塑的这些影响不仅仅是所谓的低等动物的问题，因为再生医学的应用很可能很快就会产生人类患者，他们的部分大脑已被幼稚干细胞的后代所取代，以治疗退行性疾病或脑损伤。