Microscopic Quantification of Oxygen Consumption across Cortical Layers
Notice bibliographique
Résumé
The cerebral cortex is organized in cortical layers that differ in their cellular density, composition, and wiring. Cortical laminar architecture is also readily revealed by staining for cytochrome oxidase – the last enzyme in the respiratory electron transport chain located in the inner mitochondrial membrane. It has been hypothesized that a high-density band of cytochrome oxidase in cortical layer IV reflects higher oxygen consumption under baseline (unstimulated) conditions. Here, we tested the above hypothesis using direct measurements of the partial pressure of O 2 (pO 2 ) in cortical tissue by means of 2-photon phosphorescence lifetime microscopy (2PLM). We revisited our previously developed method for extraction of the cerebral metabolic rate of O 2 (CMRO 2 ) based on 2-photon pO 2 measurements around diving arterioles and applied this method to estimate baseline CMRO 2 in awake mice across cortical layers. To our surprise, our results revealed a decrease in baseline CMRO 2 from layer I to layer IV . This decrease of CMRO 2 with cortical depth was paralleled by an increase in tissue oxygenation. Higher baseline oxygenation and cytochrome density in layer IV may serve as an O 2 reserve during surges of neuronal activity or certain metabolically active brain states rather than baseline energy needs. Our study provides the first quantification of microscopically resolved CMRO 2 across cortical layers as a step towards informed interpretation and modeling of cortical-layer-specific Blood Oxygen Level Dependent (BOLD) fMRI signals.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».