A Chemistry-Informed Generative Deep Learning Approach for Enhancing Voltammetric Neurochemical Sensing in Living Mouse Brain

神经化学 化学 生成语法 神经科学 认知科学 心理学 人工智能 计算机科学
作者
Shuxin Li,Yifei Xue,Zhining Sun,Huan Wei,Fei Wu,Lanqun Mao
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (20): 16804-16811 被引量:12
标识
DOI:10.1021/jacs.5c05393
摘要

Exploring the time-resolved dynamics of neurochemicals is essential for deciphering neuronal functions, intercellular communication, and neurophysiological or pathological mechanisms. However, the complex interplay among neurochemicals between neurocytes, coupled with extensive chemical signal crosstalk, puts simultaneous sensing of multiple neurochemicals into a longstanding challenge. Herein, we report a chemistry-informed generative neural network (CIGNN) model to separate the Faradaic and the non-Faradaic components from voltammetric currents, minimizing their mutual interference and enhancing quantitative accuracy. With the assistance of generative deep learning, we successfully establish a new platform for in vivo neurochemical sensing, which is validated by simultaneously monitoring the dynamics of dopamine (DA), ascorbic acid (AA), and ionic strength in a neuroinflammation mouse model. We observe that the stimulation with KCl solution triggers a significant enhancement of AA efflux on the model mice (300 ± 50 μM) compared with that from the control mice (170 ± 20 μM), as well as a significant decrease of ion influx (55 ± 7 mM) compared with that from the control mice (120 ± 16 mM), while not evoking a significant change in the DA release from the model mice (2.8 ± 0.3 μM) versus that from the control mice (3.0 ± 0.5 μM). This work provides a robust tool for studying multineurochemical signaling and elucidating the molecular mechanisms underlying various brain activities.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
peterlzb1234567完成签到,获得积分10
刚刚
小蒋完成签到,获得积分10
2秒前
4秒前
李心怡完成签到 ,获得积分10
5秒前
温柔的曼梅完成签到 ,获得积分10
5秒前
研友_85yrY8发布了新的文献求助10
6秒前
luyin发布了新的文献求助10
7秒前
老实幻姬完成签到,获得积分10
8秒前
鹿小新完成签到 ,获得积分0
9秒前
Sodagreen2023完成签到,获得积分10
9秒前
blossom完成签到 ,获得积分10
10秒前
朱梦琳朱梦琳完成签到 ,获得积分10
11秒前
纯真怜梦发布了新的文献求助10
11秒前
黙宇循光完成签到 ,获得积分10
11秒前
活泼的夜云完成签到 ,获得积分10
12秒前
忘野川完成签到 ,获得积分10
13秒前
东方天奇完成签到 ,获得积分10
14秒前
印第安老斑鸠的应助被kuichen采纳,获得10
16秒前
等待的依波完成签到,获得积分10
17秒前
Vanilla0212完成签到,获得积分10
17秒前
年123完成签到 ,获得积分10
21秒前
105完成签到 ,获得积分0
22秒前
孤独的道之完成签到,获得积分10
23秒前
weila完成签到 ,获得积分10
24秒前
纯真怜梦完成签到,获得积分10
24秒前
卷卷完成签到 ,获得积分10
25秒前
所所的应助被kuichen采纳,获得10
25秒前
隐形曼青的应助被六六采纳,获得10
26秒前
问雯完成签到 ,获得积分10
27秒前
kuichen完成签到,获得积分10
29秒前
绿野仙踪完成签到 ,获得积分10
32秒前
七七完成签到 ,获得积分10
33秒前
[刘小婷]完成签到,获得积分10
34秒前
魁梧的开山完成签到 ,获得积分10
34秒前
青苹果蛋子完成签到 ,获得积分10
34秒前
coffee完成签到 ,获得积分10
35秒前
神经蛙完成签到 ,获得积分10
36秒前
ly完成签到,获得积分10
38秒前
PORCO完成签到,获得积分10
38秒前
sa完成签到 ,获得积分10
39秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Deformation and Fracture of the Lumbar Vertebral End Plate 500
CLSI C56QG Examples of Hemolyzed, Icteric, and Lipemic/Turbid Samples Quick Guide 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7802584
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9336575
关于积分的说明 20480553
捐赠科研通 7394153
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3326910
关于科研通互助平台的介绍 2473975
邀请新用户注册赠送积分活动 2344938