Abstract Lesions of the primary visual cortex (V1) cause retrograde neuronal degeneration, volume loss and neurochemical changes in the lateral geniculate nucleus (LGN). Here we characterise the timing of these processes, by comparing the LGN of adult marmoset monkeys following various recovery times after unilateral V1 lesions. Observations in NeuN-stained sections obtained from animals with very short (3 days) recoveries showed that the volume and neuronal density in the LGN ipsilateral to the lesions were similar to those in the contralateral hemispheres. However, neuronal density in the LGN lesion projection zones (LPZ) dropped rapidly thereafter, with a loss of ∼50% of the population occurring within a month of the lesions. This level of neuronal loss was then sustained for the remainder of the range of recovery times, up to >3 years post-lesion. In comparison, shrinkage of the LGN progressed more gradually, not reaching a stable value until 6 months post lesion. We also determined the time course of the expression of the calcium-binding protein calbindin (CB) in magnocellular (M) and parvocellular (P) layer neurons, a recently described form of neurochemical plasticity triggered by V1 lesions. We found that CB expression could be detected in surviving M and P neurons as early as 1 month after a lesion, with the percentage of neurons showing this neurochemical phenotype showing subtle changes over 6 months. Our study shows that there is a limited time window for any possible interventions aimed at reducing secondary neuronal loss in the visual afferent pathways following damage to V1.

Until the late 20th Century, it was believed that different sensory modalities were processed by largely independent pathways in the primate cortex, with cross-modal integration only occurring in specialized polysensory areas. This model was challenged by the finding that the peripheral representation of the primary visual cortex (V1) receives monosynaptic connections from areas of the auditory cortex in the macaque. However, auditory projections to V1 have not been reported in other primates. We investigated the existence of direct interconnections between V1 and auditory areas in the marmoset, a New World monkey. Labelled neurons in auditory cortex were observed following 4 out of 10 retrograde tracer injections involving V1. These projections to V1 originated in the caudal subdivisions of auditory cortex (primary auditory cortex, caudal belt and parabelt areas), and targeted parts of V1 that represent parafoveal and peripheral vision. Injections near the representation of the vertical meridian of the visual field labelled few or no cells in auditory cortex. We also placed 8 retrograde tracer injections involving core, belt and parabelt auditory areas, none of which revealed direct projections from V1. These results confirm the existence of a direct, nonreciprocal projection from auditory areas to V1 in a different primate species, which has evolved separately from the macaque for over 30 million years. The essential similarity of these observations between marmoset and macaque indicate that early-stage audiovisual integration is a shared characteristic of primate sensory processing.

Extracellular vesicles (EVs) play key roles in diverse biological processes, transport biomolecules between cells, and have been engineered for therapeutic applications. A useful EV bioengineering strategy is to express engineered proteins on the EV surface to confer targeting, bioactivity, and other properties. Measuring how incorporation varies across a population of EVs is important for characterizing such materials and understanding their function, yet it remains challenging to quantitatively characterize the absolute number of engineered proteins incorporated at single-EV resolution. To address these needs, we developed a HaloTag-based characterization platform in which dyes or other synthetic species can be covalently and stoichiometrically attached to engineered proteins on the EV surface. To evaluate this system, we employed several orthogonal quantification methods, including flow cytometry and fluorescence microscopy, and found that HaloTag-mediated quantification is generally robust across EV analysis methods. We compared HaloTag-labeling to antibody-labeling of EVs using single vesicle flow cytometry, enabling us to quantify the substantial degree to which antibody labeling can underestimate the absolute number of proteins present on an EV. Finally, we demonstrate use of HaloTag to compare between protein designs for EV bioengineering. Overall, the HaloTag system is a useful EV characterization tool which complements and expands existing methods.

The boundaries of the visual areas located anterior to V2 in the dorsomedial region of the macaque cortex remain contentious. This region is usually conceptualized as including two functional subdivisions: the dorsal component of area V3 (V3d), laterally, and another area, named the parietooccipital area (PO) or V6, medially. However, the nature of the putative border between V3d and PO/V6 has remained undefined. We recorded the receptive fields of multiunit clusters in male macaques, and reconstructed the locations of recording sites using histological sections and unfolded cortical maps. Immediately adjacent to dorsomedial V2 we observed a representation of the lower contralateral quadrant, which represented the vertical meridian at its rostral border. This region, corresponding to V3d of previous studies, formed a simple eccentricity gradient, from approximately <5 deg; in the annectant gyrus, to >60 deg in the parietooccipital sulcus. However, there was no topographic reversal where one would expect to find the border between V3d and PO/V6. Rather, near the midline, this lower quadrant map continued directly into a representation of the peripheral upper visual field, without an intervening lower quadrant representation that could be unambiguously assigned to PO/V6. Thus, V3d and PO/V6 form a continuous topographic map, which includes parts of both quadrants. Together with previous observations that V3d and PO/V6 are both densely myelinated relative to adjacent cortex, and share similar input from V1, these results suggest that they are parts of a single area, which is distinct from the one forming the ventral component of the third tier complex.

The rapid adoption of marmosets in neuroscience has created a demand for three dimensional (3D) atlases of the brain of this species to facilitate data integration in a common reference space. We report on a new open access template of the marmoset cortex (the Nencki-Monash, or NM template), representing a morphological average of 20 brains of young adult individuals, obtained by 3D reconstructions generated from Nissl-stained serial sections. The method used to generate the template takes into account morphological features of the individual brains, as well as the borders of clearly defined cytoarchitectural areas. This has resulted in a resource which allows direct estimates of the most likely coordinates of each cortical area, as well as quantification of the margins of error involved in assigning voxels to areas, and preserves quantitative information about the laminar structure of the cortex. We provide spatial transformations between the NM and other available marmoset brain templates, thus enabling integration with magnetic resonance imaging (MRI) and tracer-based connectivity data. The NM template combines some of the main advantages of histology-based atlases (e.g. information about the cytoarchitectural structure) with features more commonly associated with MRI-based templates (isotropic nature of the dataset, and probabilistic analyses). The underlying workflow may be found useful in the future development of brain atlases that incorporate information about the variability of areas in species for which it may be impractical to ensure homogeneity of the sample in terms of age, sex and genetic background.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.