Abstract White matter bundle segmentation using diffusion MRI fiber tractography has become the method of choice to identify white matter fiber pathways in vivo in human brains. However, like other analyses of complex data, there is considerable variability in segmentation protocols and techniques. This can result in different reconstructions of the same intended white matter pathways, which directly affects tractography results, quantification, and interpretation. In this study, we aim to evaluate and quantify the variability that arises from different protocols for bundle segmentation. Through an open call to users of fiber tractography, including anatomists, clinicians, and algorithm developers, 42 independent teams were given processed sets of human whole-brain streamlines and asked to segment 14 white matter fascicles on six subjects. In total, we received 57 different bundle segmentation protocols, which enabled detailed volume-based and streamline-based analyses of agreement and disagreement among protocols for each fiber pathway. Results show that even when given the exact same sets of underlying streamlines, the variability across protocols for bundle segmentation is greater than all other sources of variability in the virtual dissection process, including variability within protocols and variability across subjects. In order to foster the use of tractography bundle dissection in routine clinical settings, and as a fundamental analytical tool, future endeavors must aim to resolve and reduce this heterogeneity. Although external validation is needed to verify the anatomical accuracy of bundle dissections, reducing heterogeneity is a step towards reproducible research and may be achieved through the use of standard nomenclature and definitions of white matter bundles and well-chosen constraints and decisions in the dissection process.

The prefrontal cortex plays a critical role in adjusting an organism's behavior to its environment. In particular, numerous studies have implicated the prefrontal cortex in the control of social behavior, but the neural circuits that mediate these effects remain unknown. Here we investigated behavioral adaptation to social defeat in mice and uncovered a critical contribution of neural projections from the medial prefrontal cortex to the dorsal periaqueductal grey, a brainstem area vital for defensive responses. Social defeat caused a weakening of functional connectivity between these two areas and selective inhibition of these projections mimicked the behavioral effects of social defeat. These findings define a specific neural projection by which the prefrontal cortex can control and adapt social behavior.

An essential function of memory is to guide behavior for survival and adaptation. While considerable knowledge has been accumulated on memory formation, much less is understood about how retrieved memories direct behavior/action. In the auditory Pavolovian threat conditioning paradigm, retrieval of conditioned threat memory activates dorsomedial prefrontal (dmPFC) neurons exhibiting transient responses (T-neurons), which activate both dmPFC neurons exhibiting sustained responses (S-neurons) and locus coeruleus (LC) neurons. Auditory inputs to S-neurons enable the conversion from transient to sustained responses so that the freezing durations match those of the auditory cues. Activation of LC neurons is required for the conversion by enhancing S-neuron responses, which, interestingly, opens a short time window during which non-conditioned cues also lead to freezing. The transition from memory to behavior thus hinges on the integration of retrieved memory, sensory inputs, and emotional/body state cues to generate a selective, adequate, and finely tuned behavior.

Serotonin, a pivotal neurotransmitter regulating various physiological functions, plays a crucial role in disease diagnosis, necessitating precise monitoring of its levels in biological fluids for accurate assessment. Aptamers, known for their high specificity and affinity, have emerged as innovative molecular probes for serotonin analysis. However, existing serotonin aptamer sensing platforms exhibit limitations in terms of portability and rapid detection capabilities. In this study, we introduce a novel, portable, label-free serotonin aptamer sensor utilizing a dye replacement strategy, achieving a short sample-to-result turnaround time and convenient signal readout through a smartphone. The performance of this aptamer sensor was thoroughly assessed across diverse physiological media, demonstrating robust stability in buffer, urine, and serum. Importantly, the detection limit was in the nanomolar range, emphasizing its suitability for the rapid, sensitive, and user-friendly detection of serotonin. This research pioneers an approach for the development of a point-of-care testing (POCT) system for serotonin with practical implications, particularly in resource-limited settings.