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华中科技大学得到了最完整的大脑mPFC远程投射的全脑图谱《资讯》

发布时间:2020-08-17 12:12:04 阅读: 来源:邦定机厂家

07-09

2019年7月8日,华中科技大学骆清铭团队在Nature Neuroscience在线发表题为“A whole-brain map of long-range inputs to GABAergic interneurons in the mouse medial prefrontal cortex”的研究论文,该研究将单突触狂犬病病毒示踪剂与荧光微光学切片断层扫描结合使用,以生成对雄性小鼠mPFC中GABA能中间神经元的直接远程输入的全脑图谱。

该研究确定了针对不同GABA能神经元的直接输入神经元的分布模式。通过分析神经化学特性和个体神经元的形态,研究人员发现了几种控制mPFC中GABA能神经元的神经环路和类型的神经元。为了更好地呈现原始数据,研究人员还开发了全脑分布的交互式在线展示,输入神经元的比例和新皮质和海马中输入神经元的重建,供读者访问和下载(http://eai.brainsmatics.org/brainsweb-simple/index.html)。总体而言,该研究为mPFC中不同GABA能神经元的直接远程输入提供了全面的全脑图谱,这将深入了解前额皮质的结构和功能组织。

内侧前额叶皮层(mPFC)包含GABA能中间神经元群体,其在认知和情绪中起不同作用。mPFC中的GABA能神经元在调节工作记忆,决策和与动机和厌恶行为相关的情绪方面发挥重要作用,其功能障碍与各种疾病有关,包括重性抑郁症,精神分裂症和癫痫。mPFC中GABA能神经元的亚型包括表达小白蛋白(PV +),表达生长抑素(SST +)和表达血管活性肠肽(VIP +)神经元,它们在神经环路和行为水平上具有不同的功能。为了更好地理解它们的特定功能,了解这些中间神经元亚型的输入是有帮助的,尤其是全脑水平的直接突触输入。

在mPFC的不同子区域中对三种类型的中间神经元的单突触输入的表征

使用化学神经示踪剂或腺相关病毒的常规示踪研究表明,mPFC接受来自皮质和皮层下细胞核的大量输入,但这些示踪方法无法证明对特定类型神经元的神经输入。使用配对记录的研究表明,PV +,SST +和VIP +中间神经元接收来自局部神经环路中各种细胞类型的输入,但是这种记录只能解决局部神经环路或列内的连接。使用光遗传辅助环路映射的研究发现,mPFC中的PV +神经元接收来自基底前脑的直接PV +输入和来自腹侧被盖区(VTA)的多巴胺能输入,以及来自边缘丘脑的直接输入。虽然光遗传学技术可以证明特定神经元类型的远程连通性,但它无法轻易识别多个脑区域之间的神经连接。遗传修饰狂犬病病毒(RV)追踪可以分析特定神经元的长程输入,但详细描述远程输入神经元相当的缺乏。

多种神经递质调节mPFC中的GABA能神经元

使用荧光微光学切片断层扫描系统(fMOST),研究人员在Cre驱动的小鼠中采用改良的狂犬病病毒追踪来研究prelimbic(PL)和下边缘(ILA)区域中PV +,SST +和VIP +神经元的远程输入,这是具有不同功能的mPFC的两个子区域。

从中缝核基底前脑和5-羟色胺神经元胆碱能神经元到mPFC中GABA能神经元的功能性输入的表征

该研究确定了针对不同GABA能神经元的直接输入神经元的分布模式。通过分析神经化学特性和个体神经元的形态,研究人员发现了几种控制mPFC中GABA能神经元的神经环路和类型的神经元。为了更好地呈现原始数据,研究人员还开发了全脑分布的交互式在线展示,输入神经元的比例和新皮质和海马中输入神经元的重建。总体而言,该研究为mPFC中不同GABA能神经元的直接远程输入提供了全面的全脑图谱,这将深入了解前额皮质的结构和功能组织。

研究背景

内侧前额叶皮层(mPFC)包含GABA能中间神经元群体,其在认知和情绪中起不同作用。mPFC中的GABA能神经元在调节工作记忆,决策和与动机和厌恶行为相关的情绪方面发挥重要作用,其功能障碍与各种疾病有关,包括重性抑郁症,精神分裂症和癫痫。mPFC中GABA能神经元的亚型包括表达小白蛋白(PV +),表达生长抑素(SST +)和表达血管活性肠肽(VIP +)神经元,它们在神经环路和行为水平上具有不同的功能。为了更好地理解它们的特定功能,了解这些中间神经元亚型的输入是有帮助的,尤其是全脑水平的直接突触输入。但是,mPFC的局部和远程投入尚未完全了解。

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