新型腦成像技術(shù)給神經(jīng)元貼上“條形碼”
摘要:原標題:新型腦成像技術(shù)給神經(jīng)元貼上“條形碼” 美國冷泉港實驗室(CSHL)和瑞士巴賽爾大學的神經(jīng)科學家團隊日前在《自然》雜志發(fā)表論文稱,他們開發(fā)出一種創(chuàng)
原標題:新型腦成像技術(shù)給神經(jīng)元貼上“條形碼”
美國冷泉港實驗室(CSHL)和瑞士巴賽爾大學的神經(jīng)科學家團隊日前在《自然》雜志發(fā)表論文稱,他們開發(fā)出一種創(chuàng)新的腦成像技術(shù),追蹤了小鼠大腦外部皮層數(shù)百個神經(jīng)元連接。新技術(shù)能以前所未有的速度生成更詳細的圖片,比現(xiàn)有方法更快捷更有效,且成本直線下降,有利于未來認識神經(jīng)發(fā)育障礙。
人類大腦中有1000億個神經(jīng)元,每個神經(jīng)元可以產(chǎn)生數(shù)千個連接或突觸,從而可能產(chǎn)生數(shù)百億的連接。神經(jīng)科學家非常了解單個神經(jīng)元的作用,但對于大量神經(jīng)元如何協(xié)同工作,并產(chǎn)生想法、感受乃至行為知之甚少。
研究人員通常使用顯微鏡來觀察神經(jīng)連接,但既費力又昂貴。傳統(tǒng)的識別神經(jīng)細胞間連接的技術(shù)稱為熒光單神經(jīng)元示蹤,向細胞內(nèi)引入產(chǎn)生綠光的蛋白基因,以便用光學顯微鏡觀察神經(jīng)元的連接。
該小組使用傳統(tǒng)方法追蹤了31個從視覺皮層到另外7個皮層區(qū)域的神經(jīng)元連接。用新的技術(shù)方法,他們在短短3周內(nèi)完成了來自591個神經(jīng)元的連接,而這些工作用傳統(tǒng)方法需要3年才能完成。
新技術(shù)稱為MAPseq,通過遺傳“條形碼”標記細胞而起作用。研究人員將含有隨機RNA序列的病毒注入小鼠大腦,進入細胞后,每種病毒都會表達一種獨特的30字母或核苷酸組成的RNA序列,以及細胞沿著軸突自然運輸?shù)牡鞍踪|(zhì)。蛋白質(zhì)被設計成能與RNA“條形碼”相結(jié)合,二者也沿著軸突拖動。然后,解剖小鼠目標大腦區(qū)域,測序后能看到哪些標記的神經(jīng)元連接到了哪個區(qū)域。神經(jīng)元與目標區(qū)域的連接越多,該區(qū)域的測序數(shù)據(jù)中,就會出現(xiàn)越多的神經(jīng)元“條形碼”。
瑞士分子和臨床眼科學研究所神經(jīng)學家柏堂德·洛斯卡說,這是首次描述皮層中長距離神經(jīng)元連接的組織方式,有助于提高人類認知自閉癥和精神分裂癥等腦部神經(jīng)疾病的速度。
責任編輯:fl
(原標題:科技日報)
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