Spinal muscular atrophy (SMA) is a devastating genetic neuromuscular disease. Diffuse neuropathology has been reported in SMA patients and mouse models, however, functional changes in brain regions have not been studied. In the SMNΔ7 mouse model, we identified three types of differences in neuronal function in the cerebellum and motor cortex from two age groups: P7-9 (P7) and P11-14 (P11). Microelectrode array studies revealed significantly lower spontaneous firing and network activity in the cerebellum of SMA mice in both age groups, but it was more profound in the P11 group. In the motor cortex, however, neural activity was not different in either age group. Whole-cell patch-clamp was used to study the function of output neurons in both brain regions. In cerebellar Purkinje cells (PCs) of SMA mice, the input resistance was larger at P7, while capacitance was smaller at P11. In the motor cortex, no difference was observed in the passive membrane properties of layer V pyramidal neurons (PN5s). The action potential threshold of both types of output neurons was depolarized in the P11 group. We also observed lower spontaneous excitatory and inhibitory synaptic activity in PN5s and PCs respectively from P11 SMA mice. Overall, these differences suggest functional alterations in the neural network in these motor regions that change during development. Our results also suggest that neuronal dysfunction in these brain regions may contribute to the pathology of SMA. Comprehensive treatment strategies may consider motor regions outside of the spinal cord for better outcomes.

脊髓性肌萎缩症 (SMA) 是一种破坏性的遗传性神经肌肉疾病。在 SMA 患者和小鼠模型中报告了弥漫性神经病理学，但是尚未研究大脑区域的功能变化。在 SMNΔ7 小鼠模型中，我们确定了两个年龄组的小脑和运动皮层神经元功能的三种类型差异：P7-9 (P7) 和 P11-14 (P11)。微电极阵列研究显示，两个年龄组的 SMA 小鼠小脑的自发放电和网络活动显着降低，但在 P11 组中更为显着。然而，在运动皮层中，两个年龄组的神经活动没有差异。全细胞膜片钳用于研究两个脑区输出神经元的功能。在 SMA 小鼠的小脑浦肯野细胞 (PC) 中，输入电阻在 P7 时较大，而 P11 的电容较小。在运动皮层，V 层锥体神经元 (PN5s) 的被动膜特性没有观察到差异。P11组两种输出神经元的动作电位阈值均去极化。我们还分别观察到来自 P11 SMA 小鼠的 PN5 和 PC 中较低的自发兴奋性和抑制性突触活性。总体而言，这些差异表明这些运动区域中神经网络的功能改变会在发育过程中发生变化。我们的研究结果还表明，这些大脑区域的神经元功能障碍可能导致 SMA 的病理学。综合治疗策略可能会考虑脊髓以外的运动区域以获得更好的结果。V 层锥体神经元 (PN5s) 的被动膜特性没有观察到差异。P11组两种输出神经元的动作电位阈值均去极化。我们还分别观察到来自 P11 SMA 小鼠的 PN5 和 PC 中较低的自发兴奋性和抑制性突触活性。总体而言，这些差异表明这些运动区域中神经网络的功能改变会在发育过程中发生变化。我们的研究结果还表明，这些大脑区域的神经元功能障碍可能导致 SMA 的病理学。综合治疗策略可能会考虑脊髓以外的运动区域以获得更好的结果。V 层锥体神经元 (PN5s) 的被动膜特性没有观察到差异。P11组两种输出神经元的动作电位阈值均去极化。我们还分别观察到来自 P11 SMA 小鼠的 PN5 和 PC 中较低的自发兴奋性和抑制性突触活性。总体而言，这些差异表明这些运动区域中神经网络的功能改变会在发育过程中发生变化。我们的研究结果还表明，这些大脑区域的神经元功能障碍可能导致 SMA 的病理学。综合治疗策略可能会考虑脊髓以外的运动区域以获得更好的结果。我们还分别观察到来自 P11 SMA 小鼠的 PN5 和 PC 中较低的自发兴奋性和抑制性突触活性。总体而言，这些差异表明这些运动区域中神经网络的功能改变会在发育过程中发生变化。我们的研究结果还表明，这些大脑区域的神经元功能障碍可能导致 SMA 的病理学。综合治疗策略可能会考虑脊髓以外的运动区域以获得更好的结果。我们还分别观察到来自 P11 SMA 小鼠的 PN5 和 PC 中较低的自发兴奋性和抑制性突触活性。总体而言，这些差异表明这些运动区域中神经网络的功能改变会在发育过程中发生变化。我们的研究结果还表明，这些大脑区域的神经元功能障碍可能导致 SMA 的病理学。综合治疗策略可能会考虑脊髓以外的运动区域以获得更好的结果。