About 4% of the cells in the adult rodent brain are PDGFRA+ NG2+ glia, derived from the oligodendrocyte lineage. Rivers and colleagues constructed a transgenic mouse to fate map the PDGFRA+ glia. In the adult corpus callosum, these cells generated substantial numbers of late-myelinating oligodendrocytes. In the cortex, little late myelination was observed; instead, PDGFRA+ precursors seemed to continuously generate small numbers of projection neurons mainly in piriform cortex. Platelet-derived growth factor α receptor (PDGFRA)/NG2–expressing glia are distributed throughout the adult CNS. They are descended from oligodendrocyte precursors (OLPs) in the perinatal CNS, but it is not clear whether they continue to generate myelinating oligodendrocytes or other differentiated cells during normal adult life. We followed the fates of adult OLPs in Pdgfra-creERT2/Rosa26-YFP double-transgenic mice and found that they generated many myelinating oligodendrocytes during adulthood; >20% of all oligodendrocytes in the adult mouse corpus callosum were generated after 7 weeks of age, raising questions about the function of the late-myelinating axons. OLPs also produced some myelinating cells in the cortex, but the majority of adult-born cortical cells did not appear to myelinate. We found no evidence for astrocyte production in gray or white matter. However, small numbers of projection neurons were generated in the forebrain, especially in the piriform cortex, which is the main target of the olfactory bulb.

After central nervous system (CNS) demyelination—such as occurs during multiple sclerosis—there is often spontaneous regeneration of myelin sheaths, mainly by oligodendrocytes but also by Schwann cells. The origins of the remyelinating cells have not previously been established. We have used Cre-lox fate mapping in transgenic mice to show that PDGFRA/NG2-expressing glia, a distributed population of stem/progenitor cells in the adult CNS, produce the remyelinating oligodendrocytes and almost all of the Schwann cells in chemically induced demyelinated lesions. In contrast, the great majority of reactive astrocytes in the vicinity of the lesions are derived from preexisting FGFR3-expressing cells, likely to be astrocytes. These data resolve a long-running debate about the origins of the main players in CNS remyelination and reveal a surprising capacity of CNS precursors to generate Schwann cells, which normally develop from the embryonic neural crest and are restricted to the peripheral nervous system.

Transplanted rod precursor cells restore visual function, from electrophysiology to behaviour, after transplantation into a mouse model of congenital night blindness. Previous work has shown that retinal precursor cells can be transplanted successfully into degenerating retinas in mice, but evidence for improvement of vision has been lacking. Now Pearson et al. take a step forward in demonstrating the feasibility of this strategy for restoring vision. Using an improved transplantation protocol for introducing rod precursor cells into the retinas of mice that lack rods, the authors demonstrate that the transplanted cells integrate into and position correctly in the existing network, and that visual function, from electrophysiology to behaviour, is enhanced in the transplant recipients. The study provides important support for the further development of stem-cell therapy for retinal degeneration. Cell transplantation is a potential strategy for treating blindness caused by the loss of photoreceptors. Although transplanted rod-precursor cells are able to migrate into the adult retina and differentiate to acquire the specialized morphological features of mature photoreceptor cells1, the fundamental question remains whether transplantation of photoreceptor cells can actually improve vision. Here we provide evidence of functional rod-mediated vision after photoreceptor transplantation in adult Gnat1−/− mice, which lack rod function and are a model of congenital stationary night blindness2. We show that transplanted rod precursors form classic triad synaptic connections with second-order bipolar and horizontal cells in the recipient retina. The newly integrated photoreceptor cells are light-responsive with dim-flash kinetics similar to adult wild-type photoreceptors. By using intrinsic imaging under scotopic conditions we demonstrate that visual signals generated by transplanted rods are projected to higher visual areas, including V1. Moreover, these cells are capable of driving optokinetic head tracking and visually guided behaviour in the Gnat1−/− mouse under scotopic conditions. Together, these results demonstrate the feasibility of photoreceptor transplantation as a therapeutic strategy for restoring vision after retinal degeneration.

Macular degeneration is the leading cause of blindness in the developed world. Whilst most patients lose sight owing to atrophic changes, no treatments currently exist that improve the vision deficit due to atrophy. Here, we identify loss of lateral inhibition as a specific mechanism by which photoreceptor degeneration reduces visual function beyond the atrophic area. We find that this inhibition is adaptive, and that if modulated can improve visual function, making inhibitory circuits an unexpected therapeutic target for age related macular degeneration and related disorders.

The operating mode of the visual system depends on behavioural states such as arousal. This dependence is seen both in primary visual cortex (V1) and in subcortical brain structures receiving direct retinal input. Here we show that this effect arises as early as in the output of the retina. We first measured activity in a region that receives retinal projections, the superficial superior colliculus (sSC), and found that this activity strongly depended on behavioural state. This modulation was not mediated by feedback inputs from V1 as it was immune to V1 inactivation. We then used Neuropixels probes to record activity in the optic tract, and we found some retinal axons whose activity significantly varied with arousal, even in darkness. To characterize these effects on a larger sample of retinal outputs, we imaged the activity of retinal boutons in sSC during behaviour using a calcium indicator. The activity of these boutons correlated with arousal as strongly as that of sSC neurons, and this correlation persisted also during darkness. These results reveal a novel property of retinal function in mice, which could be observed only during behaviour: retinal outputs are modulated by behavioural state before they reach the rest of the brain.

Abstract Microglia have recently been associated with complex functionalities both in the brain and the retina, including in synaptic function and plasticity. While investigating the morphology, protein expression profile and connectivity of microglia in the mouse outer retina, we have found that they closely resemble interneurons in the outer retina of other species. We argue that functional studies are needed to reveal whether they also perform an interneuron-like role in vision.