Quá trình hình thành thần kinh diễn ra như thế nào (Khoa học thần kinh)

Jul 25 2022
1. Sự hình thành thần kinh có thể hoạt động như một bộ điều chỉnh thần kinh không? (BiorXiv) Tác giả: Lina M.
Ảnh của Robina Weermeijer trên Unsplash

1. Sự hình thành thần kinh có thể hoạt động như một bộ điều chỉnh thần kinh không? ( BiorXiv )

Tác giả :Lina M. Tran, Adam Santoro, Lulu Liu, Sheena A. Josselyn, Blake A. Richards, Paul W. Frankland

Trừu tượng :Các tế bào thần kinh mới liên tục được tạo ra trong vùng dưới hạt của con quay răng hàm trong suốt thời kỳ trưởng thành. Các tế bào thần kinh mới này dần dần tích hợp vào các mạch hồi hải mã, tạo thành các khớp thần kinh mới. Nhìn từ góc độ này, những tế bào thần kinh mới này có thể đại diện cho một nguồn đáng kể của tiếng ồn 'dây' trong mạng hồi hải mã. Trong học máy, việc tiêm nhiễu như vậy thường được sử dụng như một kỹ thuật chính quy hóa. Các kỹ thuật điều tiết hóa giúp ngăn chặn việc trang bị quá nhiều dữ liệu đào tạo và cho phép các mô hình tổng quát hóa việc học thành dữ liệu mới, chưa nhìn thấy. Sử dụng phương pháp mô hình hóa tính toán, ở đây chúng tôi đặt câu hỏi liệu một quá trình giống như hình thành thần kinh có hoạt động tương tự như một bộ điều chỉnh, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tổng quát hóa trong một nhiệm vụ học phân loại hay không. Trong mạng nơ-ron phức hợp (CNN) được đào tạo về bộ dữ liệu nhận dạng đối tượng CIFAR-10, chúng tôi đã lập mô hình sinh thần kinh như một cơ chế thay thế / thay thế, trong đó trọng số của một nhóm nhỏ tế bào thần kinh được chọn ngẫu nhiên trong một lớp ẩn đã chọn được khởi tạo lại thành các giá trị mới khi mô hình đã học để phân loại 10 lớp đối tượng khác nhau. Chúng tôi nhận thấy rằng hệ sinh thần kinh nâng cao tính tổng quát trên dữ liệu thử nghiệm không nhìn thấy được so với các mạng không có hình thành thần kinh. Hơn nữa, các mạng thần kinh hoạt động tốt hơn hoặc hoạt động tương tự như các mạng có tiêm nhiễu thông thường (ví dụ: bỏ lớp, phân rã trọng lượng và nhiễu thần kinh). Những kết quả này cho thấy sự hình thành thần kinh có thể tăng cường khả năng tổng quát hóa trong quá trình học tập của vùng hải mã thông qua việc tiêm nhiễu, mở rộng vai trò mà hình thành thần kinh có thể có trong nhận thức. trong đó trọng số của một nhóm nhỏ nơron được chọn ngẫu nhiên trong một lớp ẩn đã chọn được khởi tạo lại thành các giá trị mới khi mô hình đã học để phân loại 10 lớp đối tượng khác nhau. Chúng tôi nhận thấy rằng hệ sinh thần kinh nâng cao tính tổng quát trên dữ liệu thử nghiệm không nhìn thấy được so với các mạng không có hình thành thần kinh. Hơn nữa, các mạng thần kinh hoạt động tốt hơn hoặc hoạt động tương tự như các mạng có tiêm nhiễu thông thường (ví dụ: bỏ lớp, phân rã trọng lượng và nhiễu thần kinh). Những kết quả này cho thấy sự hình thành thần kinh có thể tăng cường khả năng tổng quát trong quá trình học tập của vùng hải mã thông qua việc tiêm nhiễu, mở rộng vai trò mà hình thành thần kinh có thể có trong nhận thức. trong đó trọng số của một nhóm nhỏ nơron được chọn ngẫu nhiên trong một lớp ẩn đã chọn được khởi tạo lại thành các giá trị mới khi mô hình đã học để phân loại 10 lớp đối tượng khác nhau. Chúng tôi nhận thấy rằng hệ sinh thần kinh nâng cao tính tổng quát trên dữ liệu thử nghiệm không nhìn thấy được so với các mạng không có hình thành thần kinh. Hơn nữa, các mạng thần kinh hoạt động tốt hơn hoặc hoạt động tương tự như các mạng có tiêm nhiễu thông thường (ví dụ: bỏ lớp, phân rã trọng lượng và nhiễu thần kinh). Những kết quả này cho thấy sự hình thành thần kinh có thể tăng cường khả năng tổng quát trong quá trình học tập của vùng hải mã thông qua việc tiêm nhiễu, mở rộng vai trò mà hình thành thần kinh có thể có trong nhận thức. mạng thần kinh hoạt động tốt hơn hoặc hoạt động tương tự như mạng có nhiễu thông thường (ví dụ: bỏ lớp, phân rã trọng lượng và nhiễu thần kinh). Những kết quả này cho thấy sự hình thành thần kinh có thể tăng cường khả năng tổng quát hóa trong quá trình học tập của vùng hải mã thông qua việc tiêm nhiễu, mở rộng vai trò mà hình thành thần kinh có thể có trong nhận thức. mạng thần kinh hoạt động tốt hơn hoặc hoạt động tương tự như mạng có nhiễu thông thường (ví dụ: bỏ lớp, phân rã trọng lượng và nhiễu thần kinh). Những kết quả này cho thấy sự hình thành thần kinh có thể tăng cường khả năng tổng quát hóa trong quá trình học tập của vùng hải mã thông qua việc tiêm nhiễu, mở rộng vai trò mà hình thành thần kinh có thể có trong nhận thức.

2. Tế bào gốc thần kinh cao cấp và hình thành thần kinh có khả năng phục hồi khi nhịn ăn gián đoạn ( biorXiv )

Tác giả: Rut Gabarró-Solanas, Amarbayasgalan Davaatseren, Tatjana Kepčija, Iván Crespo-Enríquez, Noelia Urbán

Trừu tượng :Nhịn ăn không liên tục (IF) là một chiến lược không dùng thuốc đầy hứa hẹn để chống lại sự lão hóa, vốn đã được chứng minh là làm tăng số lượng tế bào thần kinh trưởng thành ở con chuột cống. Tuy nhiên, vẫn chưa rõ các bước nào của quá trình hình thành thần kinh trưởng thành được IF điều chỉnh. Số lượng tế bào gốc thần kinh trưởng thành (NSCs) giảm theo tuổi một cách phụ thuộc vào hoạt hóa. Để chống lại sự mất mát của nguồn tế bào gốc, các NSC trưởng thành hầu hết được tìm thấy ở trạng thái không hoạt động, tĩnh lặng để đảm bảo duy trì lâu dài của chúng. Chúng tôi nhằm xác định xem liệu IF có tác động như thế nào đến hoạt động và duy trì các NSC trưởng thành ở vùng hải mã. Chúng tôi đã chọn một chế độ nhịn ăn cách ngày với việc tái sử dụng thức ăn vào ban đêm, chúng tôi thấy rằng hiệu quả tạo ra các tính năng nhịn ăn và duy trì mô hình hoạt động sinh học của chuột. Để xác định ảnh hưởng của IF đối với NSC và tất cả các bước tiếp theo trong dòng dõi thần kinh, chúng tôi đã kết hợp nhịn ăn với các xét nghiệm truy tìm dòng dõi và lưu giữ nhãn. Chúng tôi nhận thấy rằng IF không ảnh hưởng đến việc kích hoạt hoặc bảo trì NSC. Trái ngược với các báo cáo trước đây, chúng tôi cũng phát hiện ra rằng IF không làm tăng quá trình hình thành thần kinh hồi hải mã. Chúng tôi thu được cùng một kết quả bất kể chủng loại, giới tính, độ dài chế độ ăn uống, sử dụng tamoxifen hoặc phương pháp xác định nơ-ron mới sinh. Dữ liệu của chúng tôi cho thấy rằng NSC duy trì cân bằng nội môi dựa trên IF và can thiệp này không phải là một chiến lược đáng tin cậy để tăng sự hình thành thần kinh ở người trưởng thành. chúng tôi cũng phát hiện ra rằng IF không làm tăng quá trình hình thành thần kinh hồi hải mã. Chúng tôi thu được cùng một kết quả bất kể chủng loại, giới tính, thời gian ăn kiêng, sử dụng tamoxifen hoặc phương pháp xác định nơ-ron mới sinh. Dữ liệu của chúng tôi gợi ý rằng NSC duy trì cân bằng nội môi khi IF và can thiệp này không phải là một chiến lược đáng tin cậy để tăng hình thành thần kinh ở người trưởng thành. chúng tôi cũng phát hiện ra rằng IF không làm tăng quá trình hình thành thần kinh hồi hải mã. Chúng tôi thu được cùng một kết quả bất kể chủng loại, giới tính, độ dài chế độ ăn uống, sử dụng tamoxifen hoặc phương pháp xác định nơ-ron mới sinh. Dữ liệu của chúng tôi cho thấy rằng NSC duy trì cân bằng nội môi dựa trên IF và can thiệp này không phải là một chiến lược đáng tin cậy để tăng sự hình thành thần kinh ở người trưởng thành.

3. Mô hình hình thành tim mạch và hình thành thần kinh kết hợp ở người ( biorXiv )

Tác giả :Zachary T. Olmsted, Janet L. Paluh

Tóm tắt: Sự phát triển đa dòng từ các gastruloid tạo cơ hội chưa từng có để mô hình hóa và nghiên cứu các quá trình phôi thai người và dự kiến ​​sẽ tăng tốc ex vivochiến lược phát triển cơ quan. Việc tái tạo quá trình tạo tim ở người với quá trình hình thành thần kinh trong bối cảnh đa dòng vẫn còn nhiều thách thức, đòi hỏi đầu vào về mặt không gian của các dấu hiệu cơ học và nội tiết. Ở đây chúng tôi mở rộng kéo dài các dòng dạ dày có tổ chức đa dòng (EMLO) để bao gồm quá trình tạo tim (EMLOC) và mô tả các dòng thần kinh-tim liên kết với nhau trong một mô hình dạ dày đơn. EMLOCs co bóp tập hợp nhiều đặc điểm phát triển liên kết với nhau bao gồm hình thành và chuyên môn hóa ống tim, biệt hóa tế bào cơ tim và các giai đoạn tái tạo, ngoại tâm mạc, hình thái thành tâm thất, cấu trúc giống như buồng và hình thành đường chảy giả định. Vùng tim EMLOC, bắt nguồn trước nguyên sinh ống ruột, được cư trú dần dần bởi các tế bào thần kinh trong một mô hình không gian phản ánh sự phân bố đã biết của các tế bào thần kinh trong trái tim con người. Mô hình EMLOC của con người này đại diện cho sự tiến bộ đa dòng đầu tiên trong việc nghiên cứu sự hình thành thần kinh và hình thành tim trùng hợp.

4. Các động lực được cấu hình sẵn trong hồi hải mã được hướng dẫn bởi ngày sinh phôi và tốc độ hình thành thần kinh ( biorXiv )

Tác giả: Roman Huszár, \ Yunchang Zhang, Heike Blockus, György Buzsáki

Trừu tượng :Việc kết hợp thông tin mới vào mạng hồi hải mã có thể bị hạn chế bởi kiến ​​trúc bẩm sinh và các mô hình hoạt động được tạo ra bên trong của nó. Tuy nhiên, nguồn gốc, tổ chức và hậu quả của các mô hình này vẫn chưa được hiểu rõ. Ở đây, chúng tôi cho thấy rằng các động lực mạng hồi hải mã bị ảnh hưởng bởi quá trình hình thành thần kinh tuần tự. Chúng tôi đã tạo ra các tế bào thần kinh hình chóp CA1 với sự kết hợp điện trong tử cung trong 4 ngày phôi thai bao gồm đỉnh cao của sự hình thành thần kinh hồi hải mã, và so sánh các đặc điểm chức năng của chúng ở những con chuột trưởng thành di chuyển tự do. Các tế bào thần kinh của cùng một ngày sinh cho thấy sự kết nối riêng biệt, độ đông tụ giữa các trạng thái não và động lực lắp ráp. Các tế bào thần kinh hải mã cùng ngày sinh được tổ chức về mặt địa hình, trong đó các tế bào thần kinh được phân nhóm về mặt giải phẫu (<500µm) thể hiện các biểu diễn không gian chồng lên nhau. Tổng thể, hệ thống dây điện và các đặc điểm chức năng của tế bào thần kinh hình chóp CA1 phản ánh sự kết hợp giữa ngày sinh và tốc độ hình thành thần kinh. Những quan sát này chứng minh rằng quá trình hình thành thần kinh tuần tự trong quá trình phát triển phôi thai định hình nên các dạng động lực mạng của người trưởng thành được định cấu hình sẵn.

5. Suy luận mạng lưới điều hòa gen nhân quả cụ thể đối với loại tế bào trong quá trình hình thành thần kinh ở người ( biorXiv )

Tác giả :Nil Aygün, Dan Liang, e Wesley L. Crouse, Gregory R. Keele, Michael I. Love, Jason L. Stein

Hình nền trừu tượngSự biến đổi di truyền ảnh hưởng đến cả khả năng tiếp cận của chất nhiễm sắc, được đánh giá trong các nghiên cứu về locus tính trạng số lượng khả năng tiếp cận của chất nhiễm sắc (caQTL) và sự biểu hiện gen, được đánh giá trong các nghiên cứu QTL (eQTL). Các biến thể di truyền có thể tác động đến các gen lân cận (eQTLs cục bộ) hoặc gen xa (eQTLs chuyển tiếp). Sự định vị giữa caQTL và eQTL, hoặc các eQTL cục bộ và xa cho thấy rằng chúng có chung các biến thể nhân quả. Tuy nhiên, sự phối màu theo cặp giữa các QTL phân tử này không đảm bảo mối quan hệ nhân quả. Phân tích hòa giải có thể được áp dụng để đánh giá bằng chứng hỗ trợ mối quan hệ nhân quả so với tính độc lập giữa các QTL phân tử. Do chức năng của các QTL có thể đặc trưng cho loại tế bào, chúng tôi đã thực hiện phân tích trung gian để tìm ra các con đường nhân quả điều hòa biểu sinh và xa cho các gen trong hai loại tế bào chính của vỏ não người đang phát triển,

Kết quả Chúng tôi nhận thấy rằng sự biểu hiện của 168 và 38 gen tương ứng là nhờ khả năng tiếp cận nhiễm sắc thể ở tế bào sinh dục và tế bào thần kinh. Chúng tôi cũng phát hiện ra rằng sự biểu hiện của 781 và 200 gen xuôi dòng được trung gian bởi các gen ngược dòng trong tế bào sinh dục và tế bào thần kinh. Hơn nữa, chúng tôi phát hiện ra rằng quỹ tích di truyền liên quan đến sự khác biệt giữa các cá thể trong cấu trúc não cho thấy bằng chứng cho sự trung gian của SLC26A7 thông qua khả năng tiếp cận nhiễm sắc, xác định các cơ chế phân tử của một biến thể chung liên quan đến một đặc điểm não.

Kết luận Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã xác định mạng lưới điều hòa gen nhân quả cụ thể đối với loại tế bào, theo đó tác động của các biến thể lên sự biểu hiện gen được trung gian bởi khả năng tiếp cận nhiễm sắc hoặc biểu hiện gen xa. Việc xác định các con đường nhân quả này sẽ cho phép xác định và ưu tiên các mục tiêu điều tiết có thể hành động liên quan đến các quá trình quan trọng này trong quá trình phát triển thần kinh.

© Copyright 2021 - 2022 | vngogo.com | All Rights Reserved