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脑科学家在映射小鼠皮层方面取得了长足进步

据估计,人脑包含大约1000亿个神经元,它们通过无数的连接共同完成无数的任务。那么我们如何理解这些神经元各自发挥的作用呢?作为美国BRAIN计划的一部分,冷泉港实验室(CSHL)的科学家们提出了一种不仅根据神经元的外观,而且根据它们能够与其他神经元进行通讯的方式对神经元进行分类的方法。

那么,为什么这是必要的呢?这样想:如果您要绘制城市地图,则需要一个明智的系统来识别街道,建筑物和地标,并了解它们之间的区别。以类似的方式,在对大脑进行映射时,命名和区分神经元类型以理解它们之间的关系是合乎逻辑的。

CSHL小鼠脑细胞图集中心的项目负责人Z。 Josh Huang教授解释说,要将神经元分类为特定的神经元类型,“需要的是整个细胞的全面图像,然后标记像这样的细胞-量化并在整个大脑中进行比较。这从未实现,但是技术终于赶上了。”

现在,在最新一期的《细胞报告》中,来自美国和中国的Huang和同事描述了他们如何创建一种以适当全面的方式对小鼠大脑中的神经元进行分类的过程。

秒速飞艇官网根据团队的说法,新平台涵盖了大脑映射的四个主要方面:

首先,研究小组通过辨别细胞类型特有的关键遗传线索,识别并标记相同形状的神经元。重要的是,由于此遗传信息描述了神经元突触的结构,因此它还可以指示神经元能够与其他细胞进行通讯。

其次,通过尖端技术,科学家们能够对整个大脑进行成像。这种对神经元类型家乡区域的“广角”观察为第三方面提供了异常重要的背景:重建。

通过将单个神经元分辨率的图像和基因标记与整个大脑的“图集”配对,该团队可以艰苦地“重建”大脑,提供每个神经元类型位置的数据。

最后,掌握了有关形状,连通性和位置的信息后,计算生物学家便可以计算数字,确定与任何一种细胞类型相关且唯一的特征,而不是什么。

作为概念验证,Huang和CSHL计算神经科学家Partha Mitra专门研究了皮质中发现的轴突-轴突细胞(AAC)。尽管在位置,形状和目的上已经非常明确,但是该团队确定实际上存在着各种各样的AAC亚型。

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