The neurons that restore walking after paralysis
Notice bibliographique
Résumé
Abstract A spinal cord injury interrupts pathways from the brain and brainstem that project to the lumbar spinal cord, leading to paralysis. Here we show that spatiotemporal epidural electrical stimulation (EES) of the lumbar spinal cord 1–3 applied during neurorehabilitation 4,5 (EES REHAB ) restored walking in nine individuals with chronic spinal cord injury. This recovery involved a reduction in neuronal activity in the lumbar spinal cord of humans during walking. We hypothesized that this unexpected reduction reflects activity-dependent selection of specific neuronal subpopulations that become essential for a patient to walk after spinal cord injury. To identify these putative neurons, we modelled the technological and therapeutic features underlying EES REHAB in mice. We applied single-nucleus RNA sequencing 6–9 and spatial transcriptomics 10,11 to the spinal cords of these mice to chart a spatially resolved molecular atlas of recovery from paralysis. We then employed cell type 12,13 and spatial prioritization to identify the neurons involved in the recovery of walking. A single population of excitatory interneurons nested within intermediate laminae emerged. Although these neurons are not required for walking before spinal cord injury, we demonstrate that they are essential for the recovery of walking with EES following spinal cord injury. Augmenting the activity of these neurons phenocopied the recovery of walking enabled by EES REHAB , whereas ablating them prevented the recovery of walking that occurs spontaneously after moderate spinal cord injury. We thus identified a recovery-organizing neuronal subpopulation that is necessary and sufficient to regain walking after paralysis. Moreover, our methodology establishes a framework for using molecular cartography to identify the neurons that produce complex behaviours.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 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 | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».