La actividad neuronal se lleva a cabo a través de cambios sustanciales en la expresión génica, que pueden ir acompañados de modificaciones post-transcripcionales, incluida la metilación de citosina-5 en RNA (mC). A pesar de varios informes sobre el perfil transcriptómico de neuronas activadas, la dinámica de la modificación de mC en el mRNA neuronal en respuesta a estímulos ambientales no ha sido explorada. Aquí, proporcionamos mapas de modificación de mC a nivel transcriptómico, junto con perfiles de expresión génica, para neuronas corticales de ratón a 0 h, 2 h y 6 h tras la despolarización de la membrana. Se identificaron miles de genes expresados diferencialmente (DEGs) durante el proceso de despolarización neuronal. En neuronas estimuladas, se encontró que la mayoría de los genes de respuesta temprana servían como reguladores de expresión de los genes de respuesta tardía, que están involucrados en vías de señalización y diversas funciones sinápticas. Con datos de secuenciación de bisulfito de RNA, se identificó un conjunto de unión de 439 sitios de mC con alta confianza, y aproximadamente el 30% de ellos fueron compartidos por neuronas en los tres puntos temporales. Curiosamente, más del 41% de los sitios de mC mostraron una metilación aumentada tras la activación neuronal y estaban enriquecidos en transcritos que codifican proteínas con funciones sinápticas. Además, se observó una correlación negativa modesta entre la expresión de RNA y la metilación. En resumen, nuestro estudio proporcionó paisajes dinámicos a nivel transcriptómico de la metilación de mC en RNA en neuronas, y reveló que la metilación de mC en mRNA está asociada con la regulación de la expresión génica.