The bed nucleus of the stria terminalis (BNST)-a key part of the extended amygdala-has been implicated in the regulation of diverse behavioral states, ranging from anxiety and reward processing to feeding behavior. Among the host of distinct types of neurons within the BNST, recent investigations employing cell type- and projection-specific circuit dissection techniques (such as optogenetics, chemogenetics, deep-brain calcium imaging, and the genetic and viral methods for targeting specific types of cells) have highlighted the key roles of glutamatergic and GABAergic neurons and their axonal projections. As anticipated from their primary roles in excitatory and inhibitory neurotransmission, these studies established that the glutamatergic and GABAergic subpopulations of the BNST oppositely regulate diverse behavioral states. At the same time, these studies have also revealed unexpected functional specificity and heterogeneity within each subpopulation. In this Minireview, we introduce the body of studies that investigated the function of glutamatergic and GABAergic BNST neurons and their circuits. We also discuss unresolved questions and future directions for a more complete understanding of the cellular diversity and functional heterogeneity within the BNST.
To understand the microcircuitry of the brain, the anatomical and functional connectivity among neurons must be resolved. One of the technical hurdles to achieving this goal is that the anatomical connections, or synapses, are often smaller than the diffraction limit of light and thus are difficult to resolve by conventional microscopy, while the microcircuitry of the brain is on the scale of 1 mm or larger. To date, the gold standard method for microcircuit reconstruction has been electron microscopy (EM). However, despite its rapid development, EM has clear shortcomings as a method for microcircuit reconstruction. The greatest weakness of this method is arguably its incompatibility with functional and molecular analysis. Fluorescence microscopy, on the other hand, is readily compatible with numerous physiological and molecular analyses. We believe that recent advances in various fluorescence microscopy techniques offer a new possibility for reliable synapse detection in large volumes of neural circuits. In this minireview, we summarize recent advances in fluorescence-based microcircuit reconstruction. In the same vein as these studies, we introduce our recent efforts to analyze the long-range connectivity among brain areas and the subcellular distribution of synapses of interest in relatively large volumes of cortical tissue with array tomography and superresolution microscopy.
Dilan Wellalage Don;Tae-Ik Choi;Tae-Yoon Kim;Kang-Han Lee;Yoonsung Lee;Cheol-Hee Kim
Journal of Genetic Medicine
/
v.21
no.1
/
pp.6-13
/
2024
Rare diseases are characterized by a low prevalence, which often means that patients with such diseases are undiagnosed and do not have effective treatment options. Neurodevelopmental and neurological disorders make up around 40% of rare diseases and in the past decade, there has been a surge in the identification of genes linked to these conditions. This has created the need for model organisms to reveal mechanisms and to assess therapeutic methods. Different model animals have been employed, like Caenorhabditis elegans, Drosophila, zebrafish, and mice, to investigate the rare neurological diseases and to identify the causative genes. While the zebrafish has become a popular animal model in the last decade, mainly for studying brain development, understanding neural circuits, and conducting chemical screens, the mouse has been a very well-known model for decades. This review explores the strengths and limitations of using zebrafish as a vertebrate animal model for rare neurological disorders, emphasizing the features that make this animal model promising for the research on these disorders.
Kim Sung June;Jung Hum;Yu Young Suk;Yu Hyeong Gon;Cho Dong il;Lee Byeong Ho;Ku Yong Sook;Kim Eun Mi;Seo Jong Mo;Kim Hyo kyum;Kim Eui tae;Paik Seung June;Yoon Il Young
한국가시화정보학회:학술대회논문집
/
2002.04a
/
pp.51-78
/
2002
A number of research groups worldwide are studying electronic implants that can be mounted on retinal optic nerve/visual cortex to restore vision of patients suffering from retinal degeneration. The implants consist of a neural interface made of biocompatible materials, one or more integrated circuits for stimuli generation, a camera, an image processor, and a telemetric channel. The realization of these classes of neural prosthetic devices is largely due to the explosive development of micro- and nano-electronics technologies in the late $20^{th}$ century and biotechnologies more recently. Animal experiments showed promise and some human experiments are in progress to indicate that recognition of images can be obtained and improved over time. We, at NBS-ERC of SNU, have started our own retinal implant project in 2000. We have selected polyimide as the biomaterial for an epi-retinal stimulator. In-vitro and in-vivo biocompatibility studies have been performed on the electrode arrays. We have obtained good affinity to retinal pigment epithelial cells and no harmful effect. The implant also showed very good stability and safety in rabbit eye for 12 weeks. We have also demonstrated that through proper stimulation of inner retina, meaning vision can be obtained.
Optogenetics is the combination of optical and molecular strategies to control designated molecular and cellular activities in living tissues and cells using genetically encoded light-sensitive proteins. It involves the use of light to rapidly gate the membrane channels that allows for ion movement. Optogenetics began with the placing of light-sensitive proteins from green algae inside specific types of brain cells. The cells can then be turned on or off with pulses of blue and yellow light. Using the naturally occurring algal protein Channelrhodopsin-2 (ChR2), a rapidly gated light-sensitive cation channel, the number and frequency of action potentials can be controlled. The ChR2 provides a way to manipulate a single type of neuron while affecting no others, an unprecedented specificity. This technology allows the use of light to alter neural processing at the level of single spikes and synaptic events, yielding a widely applicable tool for neuroscientists and biomedical engineers. An improbable combination of green algae, lasers, gene therapy and fiber optics made it possible to map neural circuits deep inside the brain with a precision that has never been possible before. This will help identify the causes of disorders like depression, anxiety, schizophrenia, addiction, sleep disorder, and autism. Optogenetics could improve upon existing implanted devices that are used to treat Parkinson’s disease, obsessive-compulsive disorder and other ailments with pulses of electricity. An optogenetics device could hit more specific subsets of brain cells than those devices can. Applications of optogenetic tools in nonneuronal cells are on the rise.
Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
/
v.52
no.8
/
pp.49-58
/
2015
A floating type of memristor emulator which acts like the behavior of $TiO_2$ memristor has been developed. Most of existing memristor emulators are grounded type which is built disregarding the connectivity with other memristor or other devices. The developed memristor emulator is a floating type whose output does not need to be grounded. Therefore, the emulator is able to be connected with other devices and be utilized for the interoperability test with various other circuits. To prove the floating function of the proposed memristor emulator, a Wheatstone bridge is built by connecting 4 memristor emulators in series and parallel. Also this bridge circuit suggest that it is possible to weight calculation of the neural network synapse.
We proposes that Design of the Digital Neuron Processor and Development of the Algorithm for the real time object recognition in the making Automatic system which uses the residue number system making the high speed operation possible without carry propagation, in this paper. Consisting of MAC(Multiplication and Accumulation) operator unit using Residue number system and sigmoid function operator unit using Mixed Residue Conversion is designed. The Designed circuits are descripted by C language and VHDL and synthesized by Compass tools. Finally, the designed processor is fabricated in 0.8${\mu}m$ CMOS process. Result of simulations shows that critical path delay time is about 19nsec and operation speed is 0.6nsec and the size can be reduced to 1/2 times co pared to the neural networks implemented by the real number operation unit. The proposed design the digital neuron processor can be implemented of the object recognition in the making Automatic system with desired real time processing.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
/
v.12
no.3
/
pp.37-50
/
2007
In this paper, we designed and implementation of the high speed neuron processor for real time object recognition in the making automatic system. and we designed of the PE(Processing Element) used residue number system without carry propagation for the high speed operation. Consisting of MAC(Multiplication and Accumulation) operator using residue number system and sigmoid function operator unit using MAC(Mixed Radix conversion) is designed. The designed circuits are descript by C language and VHDL(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language) and synthesized by compass tools and finally, the designed processor is fabricated in $0.8{\mu}m$ CMOS process. we designed of MAC operation unit and sigmoid proceeding unit are proved that it could run time 0.6nsec on the simulation and improved to the speed of the three times and decreased to hardware size about 50%, each order. The designed neuron processor can be implemented of the object recognition in making automatic system with desired real time processing.
Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
/
v.19
no.6
/
pp.749-754
/
2009
Two gait generation methods using GP(genetic programming) and CPG(Central Pattern Generator) are compared to develop a fast locomotion for quadruped robot. GP based technique is an effective way to generate few joint trajectories instead of the locus of paw positions and lots of stance parameters. The CPGs are neural circuits that generate oscillatory output from a input coming from the brain. Optimization for two proposed methods are executed and analysed using Webots simulation for the quadruped robot which is built by Bioloid. Furthermore, simulation results for two proposed methods are experimented in real quadruped robot and performances and motion features of GP and CPG based methods are investigated.
Proper synaptic function in neural circuits requires precise pairings between correct pre- and post-synaptic partners. Errors in this process may underlie development of neuropsychiatric disorders, such as autism spectrum disorder (ASD). Development of ASD can be influenced by genetic factors, including copy number variations (CNVs). In this study, we focused on a CNV occurring at the 16p11.2 locus in the human genome and investigated potential defects in synaptic connectivity caused by reduced activities of genes located in this region at Drosophila larval neuromuscular junctions, a well-established model synapse with stereotypic synaptic structures. A mutation of rolled, a Drosophila homolog of human mitogen-activated protein kinase 3 (MAPK3) at the 16p11.2 locus, caused ectopic innervation of axonal branches and their abnormal defasciculation. The specificity of these phenotypes was confirmed by expression of wild-type rolled in the mutant background. Albeit to a lesser extent, we also observed ectopic innervation patterns in mutants defective in Cdk2, Gq, and Gp93, all of which were expected to interact with Rolled MAPK3. A further genetic analysis in double heterozygous combinations revealed a synergistic interaction between rolled and Gp93. In addition, results from RT-qPCR analyses indicated consistently reduced rolled mRNA levels in Cdk2, Gq, and Gp93 mutants. Taken together, these data suggest a central role of MAPK3 in regulating the precise targeting of presynaptic axons to proper postsynaptic targets, a critical step that may be altered significantly in ASD.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.