이 논문에서는 ASIC 칩의 설계도면에서 발생하는 임의의 모양을 갖는 영역에서의 효과적인 회로배치 방법인 SOAP (self-organization assisted placement) 를 제안한다. 자율조직이란 Kohonen[1]이 제안한 신경회로망의 학습방법으로 가까이 위치하고 있는 신경소자들이 물리적으로 유사한 외부입력에 민감하도록 소자에 연결된 시냅스 (synapse)의 가중치들을 조절하는 것이다. SOAP에서는 회로 블럭을 신경소자에 회로 블럭의 위치 (x, y좌표)를 해당 신경소자에 연결된 2개의 학습입력으로부터의 시냅스의 가중치 쌍으로 대응시킴으로써 임의의 영역에서의 좋은 회로 배치 결과를 얻을 수 있었다. 이 방법은 또한 입체 표면에서의 회로 배치에도 확장될 수 있다.
아홉 개의 계층구조 형태의 뉴런을 LINUX를 기초로 한 GENESIS를 이용하여 입력전류에 대한 각 뉴런의 신경전달 메카니즘을 분석하였고 마지막 뉴런에 미치는 활성전위 영향을 시뮬레이션을 해보았다. 본 연구에서는 다른 뉴런과 연결해주며 신호를 전달해주는 시냅스의 웨이트를 중간계층 뉴런에서 적게 연결하여 비정상 상태의 뉴런을 만들어 보았다. 시뮬레이션 결과 신경세포를 전기회로 적인 모델을 기준으로 설계한 뉴런은 미세한 자극의 변화해 매우 민감하게 반응 하였고, 마지막 뉴런 에서는 활성전위 간격이 정상상태의 다른 세포와 비교해 보았으며, 결과적으로 뉴런의 시냅스 웨이트가 적으면 신경전달에 이상이 발생하여 세포가 손상됨을 알 수 있었다.
A distinctive neuronal network in the brain is believed to make us unique individuals. Electron microscopy is a valuable tool for examining ultrastructural characteristics of neurons, synapses, and subcellular organelles. A recent technological breakthrough in volume electron microscopy allows large-scale circuit reconstruction of the nervous system with unprecedented detail. Serial-section electron microscopy-previously the domain of specialists-became automated with the advent of innovative systems such as the focused ion beam and serial block-face scanning electron microscopes and the automated tape-collecting ultramicrotome. Further advances in microscopic design and instrumentation are also available, which allow the reconstruction of unprecedentedly large volumes of brain tissue at high speed. The recent introduction of correlative light and electron microscopy will help to identify specific neural circuits associated with behavioral characteristics and revolutionize our understanding of how the brain works.
아홉 개의 계층구조 형태의 뉴런을 LINUX를 기초로 한 GENESIS를 이용하여 입력전류에 대한 각 뉴런의 신경전달 메카니즘을 분석하였고 마지막 뉴런에 미치는 활성전위 영향을 시뮬레이션을 해 보았다. 본 연 구에서는 다른 뉴런과 연결해주며 신호를 전달해주는 시냅스의 웨이트를 중간계층 뉴런에서 적게 연결하여 비정상 상태의 뉴런을 만들어 보았다. 시뮬레이션 결과 신경세포를 전기회로 적인 모델을 기준으로 설계한 뉴런은 미세한 자극의 변화해 매우 민감하게 반응 하였고, 마지막 뉴런 에서는 활성전위 간격이 정상상태의 다른 세포와 비교해 보았으며, 결과적으로 뉴런의 시냅스 웨이트가 적으면 신경전달에 이상 이 발생하여 세 포가 손상됨을 알 수 있었다.
The well-known second messenger cyclic adenosine monophosphate (cAMP) regulates the morphology and physiology of neurons and thus higher cognitive brain functions. The discovery of exchange protein activated by cAMP (Epac) as a guanine nucleotide exchange factor for Rap GTPases has shed light on protein kinase A (PKA)-independent functions of cAMP signaling in neural tissues. Studies of cAMP-Epac-mediated signaling in neurons under normal and disease conditions also revealed its diverse contributions to neurodevelopment, synaptic remodeling, and neurotransmitter release, as well as learning, memory, and emotion. In this mini-review, the various roles of Epac isoforms, including Epac1 and Epac2, highly expressed in neural tissues are summarized, and controversies or issues are highlighted that need to be resolved to uncover the critical functions of Epac in neural tissues and the potential for a new therapeutic target of mental disorders.
Oroxylin A is a flavone isolated from a medicinal herb reported to be effective in reducing the inflammatory and oxidative stresses. It also modulates the production of brain derived neurotrophic factor (BDNF) in cortical neurons by the transactivation of cAMP response element-binding protein (CREB). As a neurotrophin, BDNF plays roles in neuronal development, differentiation, synaptogenesis, and neural protection from the harmful stimuli. Adenosine $A2_A$ receptor colocalized with BDNF in brain and the functional interaction between $A2_A$ receptor stimulation and BDNF action has been suggested. In this study, we investigated the possibility that oroxylin A modulates BDNF production in cortical neuron through the regulation of $A2_A$ receptor system. As expected, CGS21680 ($A2_A$ receptor agonist) induced BDNF expression and release, however, an antagonist, ZM241385, prevented oroxylin A-induced increase in BDNF production. Oroxylin A activated the PI3K-Akt-GSK-$3{\beta}$ signaling pathway, which is inhibited by ZM241385 and the blockade of the signaling pathway abolished the increase in BDNF production. The physiological roles of oroxylin A-induced BDNF production were demonstrated by the increased neurite extension as well as synapse formation from neurons. Overall, oroxylin A might regulate BDNF production in cortical neuron through $A2_A$ receptor stimulation, which promotes cellular survival, synapse formation and neurite extension.
The prenatal development of lateral motor columns in the lumbar spinal cord was studied by electron microscopy in human embryos and fetuses ranging from 9 mm to 260 mm crown-rump length ($5{\sim}30$ weeks of gestational age). At 9 mm embryo, the lateral motor column were developed from ventro-lateral projection into the marginal layer and composed of primitive neuroblasts. At 20 mm embryo the primitive motor neurons were packed closely together and could readly be distinguished from primitive glioblasts by a presence of large nuclei. The primitive multipolar neurons were observed in lateral motor column at 40 mm fetus. At 80 mm fetus multipolar neurons were characterized by their many dendrites and axons in the vicinity of motor neuron perikarya. At 260 mm fetus, the motor neurons were large and contained all intracytoplasmic structures in the cytoplasm which were also found in mature motor neuron in lateral motor column. The first axo-dendritic synapses found at 40 mm fetus and increased in number throughout fetal development. Axo-somatic synapses with spherical vesicles were first observed at 80 mm fetus. A few axo-somatic synapses were found at next prenatal stages. Axo-dendritic and axo-somatic synapses contained mixed populations of spherical and flattened vesicles by 120 mm fetus. These findings indicate that axo-dendritic synapses develop prior to axo-somatic synapses in the spinal cord during neurogenesis.
Lee, Se Jeong;Kim, Hyun-Wook;Na, Ji Eun;Kim, DaSom;Kim, Dai Hyun;Ryu, Jae Ryun;Sun, Woong;Rhyu, Im Joo
Applied Microscopy
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제48권3호
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pp.55-61
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2018
The synaptic vesicle is a specialized structure in presynaptic terminals that stores various neurotransmitters. The actin filament has been proposed for playing an important role in mobilizing synaptic vesicles. To understand the role of actin filament on synaptic vesicle pooling, we characterized synaptic vesicles and actin filament after treatment of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) or Latrunculin A on primary cultured neuron from rat embryo hippocampus. Western blots revealed that BDNF treatment increased the expression of synapsin I protein, but Latrunculin A treatment decreased the synapsin I protein expression. The increased expression of synapsin I after BDNF disappeared by the treatment of Latrunculin A. Three-dimensional (3D) tomography of synapse showed that more synaptic vesicles localized near the active zone and total number of synaptic vesicles increased after treatment of BDNF. But the number of synaptic vesicle was 2.5-fold reduced in presynaptic terminals and the loss of filamentous network was observed after Latrunculin A application. The treatment of Latruculin A after preincubation of BDNF group showed that synaptic vesicle number was similar to that of control group, but filamentous structures were not restored. These data suggest that the actin filament plays a significant role in synaptic vesicles pooling in presynaptic terminals.
성층 초파리의 단안 신경계를 미세형태학적으로 연구 하였다. 단안은 수용기말단, 개재신경 그리고 신경교세포의 3종류로 구성되어 있다. 이들은 전자현미경 사진상에서 각기 다른 밝기를 보여주고 있으므로 쉽게 구분이 가능했다. 신경교세포 내에는 조면소포체가 풍부하게 존재하고, 수용기 말단과 개재신경내에는 신경세포에서 물질의 이동 통로인 미소관이 다수 관찰되었다, 수용기말단과 신경교세포를 연결해주는 capital projection이라는 인상적인 구조물이 관찰된다. 수용기 말단과 개재신경의 시냅스 활성부에 존재하는 리본모양의 구조물과 이들 주위에 모여있는 시냅스 소포들이 자주 관찰되었다. 그리고 단안 시신경이 최종적으로 집중되어 뇌로 신호를 전달해 주는 거대개재신경(giant interneuron)의 횡단 구조를 관찰 할 수 있었다.
본 연구는 시집에 의해서 치료 효과가 일어나는 과정을 도식화하여 현대인에게 시집이 문학치료적 효과를 어떻게 일으키고 있는지에 대해 알아보고 시집으로써 더욱 치료효과를 불러올 수 있는 방법을 찾아내기 위한 서술적 연구이다. 시집으로 묶여있는 시들은 하나의 기승전결의 흐름을 가지고 있다. 이 시들이 서로 앞뒤로 섞여 있더라도 독자의 취향에 따라 기승전결의 양식으로 독자의 인지 시스템에 시냅스 되기 때문이다. 시집은 문학치료적 전이로 구조화 되어있다. 이러한 전이의 구조는 동그라미로 현상된다. 이러한 전이적 구조 속에서 시적 내용이 긍정적이고 창조적인 것이라면 독자에게 더욱 안위감과 흥미를 발화시켜 치료효과를 상승시킬 것이기 때문에 그러한 창작품을 가지고 문학치료적 서사를 진행시키는 것이 매우 중요한 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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