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大脑,生活颜色:科学家绘制大脑的多色阿特拉斯

时间:2022-04-09 15:58:03来源:

一种神经蠕虫,卷起与头部和尾部在环顶部互相接触的O形。每个神经元(彩色点)都可以通过其颜色识别。使用新开发的基因工程技术,用荧光蛋白添加颜色。

被称为神经破坏的哥伦比亚研究员开发的一种新型技术有助于梳理神经网络中的微观蠕虫系统中神经网络的动态。

人脑含有约860亿神经元或神经细胞,通过估计的100万亿连接或突触编织在一起。每个单元都具有帮助USTO移动肌肉,处理我们的环境,形成记忆的作用。

鉴于大量的神经元和联系,我们仍然有很多我们不知道神经元如何共同努力,引起思想或行为。

现在哥伦比亚科学家曾设计了一种着色技术,称为神经破坏(地标神经元多色地图集),这使得至少在实验中,至少在秀丽隐杆线虫(C.秀丽隐杆线虫),常用于生物学研究的蠕虫物种 - 以识别蠕虫心中的每一个神经元。

他们的研究出现在杂志中。

神经破坏,它使用遗传方法用荧光颜色“涂漆”神经元,允许的允许科学家们首次鉴定动物神经系统中的每种神经元,所有人都在记录整个神经系统的行动。

“在整体上看,”观看“一个神经系统是惊人的,看看它所有,”哥伦比亚生物科学系的教授和霍华德休斯医学院医学院的主要调查员。“创造的图像是令人惊叹的 - 精彩的颜色斑点出现在蠕虫的身体中,就像圣诞节灯缭绕的夜晚。”

为了开展研究,科学家们创建了两个软件程序:一种识别多彩神经蠕虫图像中所有神经元的软件,并通过设计最佳着色以识别任何细胞类型或组织的潜在方法来实现超越蠕虫之外的神经方法允许遗传操作的任何生物。

“我们使用神经破坏来记录蠕虫的脑海活动模式,并在工作部的博士后研究人员中,哥伦比亚生物科学系的博士后研究人员,”哥伦比亚州生物科学系和潜在研究。

因为颜色被涂在神经元的DNA中并与特定基因连接,所以颜色也可用于揭示这些特定基因是否存在于细胞中。

研究人员表示,这项技术的新颖性可能很快被发现所能黯然失色。在他们的细胞出版之前,Hobert和Yemini释放了科学界的神经阻断,已经发表了几项研究,显示了该工具的效用。

“能够鉴定神经元,或其他类型的细胞,使用颜色可以帮助科学家在视觉上了解生物系统的每个部分的作用,”伊里尼说。“这意味着当系统出现问题时,它可能有助于确定故障发生的位置。”

参考:“神经衰竭:C. Elegans的全脑神经元鉴定的多色阿特拉斯“通过eviatar yemini,Albert林,amin nejatbakhsh,鄂尔多勒·瓦尔,罗西·太阳,冈萨罗·米尔,aravinthan dt Samuel,Liam Paninski,Vivek Vivek Venkatachalam和Oliver Hobert,12月29日2020,cell.doi:
10.1016 / J.Cell.2020.12.012

该研究的合作者包括哥伦比亚大学利亚姆帕林斯基;东北大学Vivek Venkatachalam;哈佛大学阿拉维汉塞缪尔。研究资金由霍华德休斯医学院,国家卫生研究院,国家科学基金会,全球大脑,盖茨比慈善基金会,哈佛数据科学倡议以及布鲁夫斯惠康基金的合作。

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