本篇论文报道了关于斑鸭在大规模神经元扰动后如何恢复其复杂学习行为的研究。研究人员利用基因手段选择性地扰动斑鸭中产生鸣唱序列的关键脑区HVC(hyperpallium ventralis)中投射神经元的活动,导致鸣唱严重降解。令人惊讶的是,即使在被阻止鸣唱一段时间后,斑鸭也能在2周内完全恢复其原有鸣唱。 作者及论文来源:本研究由来自加州理工学院的Bo Wang、Zsofia Torok、Alison Duffy、David G. Bell、Shelyn Wongso、Tarciso A. F. Velho、Adrienne L. Fairhall和Carlos Lois共同完成。该论文于2024年发表在Nature Neuroscience杂志上。 研究工作流程: a)首先,作者利用慢病毒载体...
强迫症行为一直与纹状体的过度活跃有关。纹状体中的钙结合蛋白阳性(即帕尔卡萨利)的GABA能神经元(PVIs)在调节纹状体活性和抑制不适当的主动行为中发挥着关键作作用。为了探究纹状体PVIs在调控强迫症行为中的潜在作用,研究人员评估了Sapap3基因缺陷小鼠(Sapap3-KO)的过度自嗜行为(作为评价类强迫行为的行为学指标)。 研究背景: 强迫行为是各种神经精神疾病(如强迫症)的核心症状,越来越多的证据表明,它与皮质纹状体环路功能异常有关。既往研究发现,强迫症患者和表现出病理性重复行为的动物模型中,纹状体区域的PVIs密度降低。PVIs能够通过强大的反向抑制作用调节纹状体中的投射神经元活性,因此被认为在调控行为输出中发挥着重要作用。然而,PVIs与强迫症行为之间的因果关系尚未阐明。 论文来源...
这篇论文报告了一项关于中脑多巴胺神经元自身刺激(intracranial self-stimulation, ICSS)的认知表征的研究。作者试图解答为什么大鼠会努力工作去获得ICSS,即多巴胺神经元的脉冲激活是如何在大脑中表征的。 研究背景: 多巴胺神经元的脉冲激活信号通常被认为是奖赏预测误差,在学习过程中起教师信号作用。但如果这个信号本身并不带有价值表征,为什么大鼠会为获得这种信号而努力工作呢?之前的研究并未深入探讨ICSS的认知表征基础。 作者来源: 本研究由加州大学洛杉矶分校(UCLA)和新泽西州立大学合作完成,第一作者来自UCLA心理系,合作者来自新泽西州立大学。该研究发表在自然神经科学(Nature Neuroscience)杂志上。 研究流程: 1) 将啰草酰胺可控光操纵离子通...
一、研究背景及目的 下联合器(subcommissural organ, SCO)是位于脑室系统入口处的一种腺体结构,在人类和其他脊椎动物中均有分布,但其功能一直未被完全阐明。之前的研究提示SCO可能参与神经发育调控、脑脊液内环境维持等过程,但大多依赖体外细胞培养或器官移植等模型,而在活体动物水平对其功能研究较少。该研究旨在通过基因操作特异性消除小鼠SCO细胞,探索SCO在脑发育中的关键作用。 二、研究对象及方法 1. 通过转录组分析,篮选出在SCO中高度特异性表达的三个基因sspo、car3和spdef。 2. 利用这三个基因的启动子驱动Cre重组酶的表达,构建了spdef-cre、car3-cre、sspo-cre和sspo-creer四个小鼠修饰株系,能够特异性标记或消除SCO细胞。 ...
背景介绍: 大规模神经记录数据通常可以用神经元协同激活模式来描述。但是,将神经活动变异限制于固定的低维子空间的观点可能会忽略更高维的结构,例如固定的神经序列或缓慢演化的潜在空间。本研究认为,神经数据中与任务相关的可变性也可以在试次或时间上共同波动,定义不同的”协变量类”(covariability classes),这些类可能会在同一数据集中同时出现。 研究动机: 传统的降维方法(如主成分分析(PCA))通常只能捕捉单一的协变量类。为了区分混合在一起的多种协变量类,研究人员开发了一种新的无监督降维方法——切片张量分量分析(SliceTCA)。 研究方法: SliceTCA是一种新型张量分解方法,基于切片秩(slice rank)。它可以将神经数据张量分解为三种切片类型的分量:神经元切片、试次...
阿尔茨海默症(AD)是一种与年龄相关的慢性神经退行性疾病,其病理机制涉及多种因素,包括脑部炎症。小胶质细胞,特别是那些表达AD风险基因TREM2的细胞,被认为在AD发病中发挥重要作用,但它们的确切贡献尚未完全阐明。近期一项研究发现,在与淀粉样蛋白沉积相关的老化和疾病小鼠模型中,存在一群表达高水平TREM2的”衰老”小胶质细胞,它们的蛋白质表达谱与之前发现的TREM2依赖的”疾病相关”小胶质细胞(DAM)有明显区别。研究人员通过清除这些表达TREM2的”衰老”小胶质细胞,从而改善了AD小鼠模型的认知功能和大脑炎症状况,暗示这些细胞在AD病理机制中可能发挥不同于DAM的作用。该研究为我们认识TREM2在小胶质细胞活化和衰老中的双重角色提供了新的视角。 作者与论文来源 该研究论文发表于《自然神经科...
评估化学暴露对神经退行性疾病的风险 引言 近年来,从溶剂到农药,许多环境化学品被认为与神经退行性疾病的发展和进展有关。然而,迄今为止还缺乏一种类似于全基因组关联研究的系统方法,后者已经发现了与阿尔茨海默症、帕金森病和其他神经退行性疾病有关的数十个基因。幸运的是,现在可以在暴露组框架下研究数百到数千个化学特征。这种新兴的方法利用质谱技术的进步,可以产生暴露组数据来补充基因组数据,从而更好地理解神经退行性疾病。 随着人类寿命的延长,与年龄相关的神经退行性疾病已成为导致残疾和死亡的主要原因。最常见的两种神经退行性疾病阿尔茨海默病(AD)和帕金森病(PD)分别影响着全球超过4500万和600万人。尽管它们临床表现不同,但这些疾病在发病机制上存在共性,如错折蛋白质聚集、蛋白质降解系统中断、线粒体功能障...
单细胞测序技术揭示了发育和成年小鼠及人脑中特殊的剪接模式 在神经系统中,信使RNA(mRNA)的剪接形式在建立细胞身份和调控细胞功能方面起着关键作作用。然而,迄今为止,还缺乏一份全面描绘脑区mRNA剪接形式的图谱。近日,来自纽约的一个研究小组利用增强版的单细胞长读长技术(scIsoR-seq2),系统性地研究了小鼠和人类脑区的mRNA全长剪接形式,并在不同脑区、发育时期和细胞类型之间进行了比对。 这项研究由威尔cornell医学院(Weill Cornell Medicine)的Hagen U. Tilgner博士和M. Elizabeth Ross博士课题组主导,论文发表在《自然神经科学》(Nature Neuroscience)杂志上。研究人员从小鼠大脑的不同发育时期(出生后14天、21...
健康神经发育与自闭症谱系障碍和精神分裂症的成像、转录组和遗传学联系在一起: 大脑皮层基因表达格局的研究 背景介绍: 人类大脑的复杂解剖和功能组织是如何从20000多个基因的表达中发育而来的?这一过程在神经发育障碍中又会走向何方?过去10年,整个大脑整个基因组的转录组图谱(如艾伦人类大脑图谱)表明,健康大脑的组织可能依赖于大量基因协调表达的”转录程序”。第一主成分可能代表关键的神经发育转录程序,但高阶主成分的生物学意义尚不清楚。 作者和发表情况: 该研究由理查德·迪尔、康拉德·瓦格斯蒂尔、雅各布·赛德利茨等人合作完成,发表于2024年的《自然神经科学》杂志上。作者分别来自剑桥大学、伦敦大学学院、宾夕法尼亚大学、蒙特利尔麦吉尔大学、莫纳什大学、耶鲁大学以及美国国立卫生研究院。 研究工作流程: a...
这项研究利用人诱导多能干细胞(iPSC)衍生的神经元,探究了溶酶体相关囊泡在轴突内mRNA运输和线粒体稳态维持中的关键作用。研究者通过敲除BORC亚基(borcs5或borcs7)来阻断溶酶体相关囊泡进入轴突,发现这导致一大组主要编码核糖体和线粒体/氧化磷酸化蛋白质的mRNA在轴突中被大量减少。 RNA测序结果显示,在野生型神经元轴突中,mRNA主要富集于编码核糖体和线粒体/氧化磷酸化蛋白的基因。而BORC敲除突出降低了这些mRNA在轴突中的丰度。通路分析显示,这些减少的mRNA与帕金森症、阿尔茨海默病、亨廷顿病、朊病和肌萎缩侧索硬化(ALS)等常见神经退行性疾病有关。 利用RNA可视化技术,研究者直接观察到编码核糖体蛋白的rps7和rps27a mRNA的轴突运输在BORC敲除细胞中被阻断...