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新闻 自闭症研究的最新发展。
在遇到不熟悉的鼠标之前和之后,小鼠神经元记录显示出不同程度的活动水平。
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神经网络在自闭症鼠标模型中捕获嘈杂的神经元

经过/ 2021年6月18日

小鼠缺少自闭症相关基因SHANK3使用更多神经元根据一项新研究,从对照小鼠开始的社会行为比对照小鼠进行,反映了更加紊乱的,效率较低的脑信号网络。

突变SHANK3出现在1%到2%的自闭症患者中,还会导致相关的疾病,phelan-mcdermid综合症。该基因编码一种蛋白质,其中包含蛋白酶的受体,诱捕的化学信使鼓励神经元开火。专家怀疑不平衡兴奋性和抑制性信号传递是自闭症特征的基础。

在新的研究中,科学家在自由移动小鼠中监测大脑活动,以确定哪些神经元或合奏,在社会行为期间激活。缺少Shank3副本的小鼠具有更多的神经元合奏,与对照小鼠相比,与对照小鼠相比激活,一个神经网络分析显示。但是,合奏不一定一起工作:Shank3小鼠有更多随机重叠,没有涉及社会行为的神经元集合也变得活跃。

该研究员表示,Shank3突变扰乱了社会脑网络中信号与噪声的比率。vikaas sohal.,旧金山加州大学精神病学与行为科学副教授。

“这项研究解决了神经科学中的一个非常重要的话题,我们只是对大脑代表社会信息的大量知之甚少,”亚历克斯关颖珊耶鲁大学精神病学和神经科学副教授,耶鲁大学没有参与新工作。“[它]向这种理解提供一些进步。”

leanemble演员:

Sohal和他的团队用植入老鼠前额叶皮层的微型显微镜记录了老鼠的神经元集合活动,无论是在笼子里还是在陌生的年轻老鼠面前。显微镜检测钙离子流入神经元,这发生在细胞放电时。

在对照小鼠中出现的独特活动模式:一旦新鼠标出现,有些集合变得更加同步,而其他人则变得越来越少。

该团队将这些数据送入了一系列算法以模拟下游神经元的响应 - 可能将前额外皮质活动转化为行为的那些。而且他们任务是这种神经网络,通过将动物的行为分类为社会或非社会,完全基于神经元集合的活动。

“这使得他们能够分离出最能提供老鼠状态信息的神经元集合,”他说伊兹哈尔是,以色列Rehovot介绍的Weizmann Science of Meizmann Science研究所神经科学教授,没有参与该研究。“This is a really interesting approach since it forms a sort of brain-computer ‘hybrid,’ which allows them to precisely characterize the information that the recorded neurons might be providing to the neurons ‘listening’ to them in the brain of the mouse.”

该团队发现,Shank3小鼠与不熟悉的小鼠相互作用的时间较少,而不是他们的野生型小鼠。神经网络显示,他们的神经元合并更加活跃但对小鼠是否处于社交状况方面的信息更少。

调查结果发表在PLOS生物学在五月。

未知的球员:

结果似乎表明,“这些小鼠中的皮质网络在传输所需信息时效率较低,”Yizhar说。并且来自Yizhar团队的2019年学习的Jibes,表明小鼠的社会缺陷失去了自闭症联系基因cntnap2.都伴随着过度前额叶皮质的噪音

即便如此,Yizhar说,钙信号记录不会照亮社交互动期间发生的大脑活动的全部程度。它们显示哪些神经元合并有效,但缺乏揭示个体神经元活动的敏感性。

据王表示,虽然该研究结合了一种新的分析技术,但它也提出了新的问题。成像技术不包括在社交交互期间接收信号的小区,只是发送它的电池。

“这些细胞是什么性质的?”关颖珊说。“读取这些信息并实施这些行为的下游区域是什么?”

共同调查员,该团队计划通过一次成像多个大脑地区来解决这些问题尼古拉斯弗罗斯特犹他大学盐湖城犹他大学助理教授。

他的团队还开始研究在社会行为期间如何招募不同的神经元合并与小鼠的焦虑相关行为。