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看信用卡娛樂城大腦細胞“家譜”的整體方法

視覺神經元的新視角為進一步發展奠定基礎 帝禾娛樂城完整的哺乳動物大腦的“家譜”。艾倫研究所下屬的艾倫腦科學研究所的一組研究人員在該雜誌上發表了一項研究,這是迄今為止規模最大的一項研究 細胞 今天,我們揭示了一種小鼠神經元的新分類,它依賴於從每個單個細胞中提取的多種類型的數據。

就像生物學家勾勒出進化樹一樣,進化樹的樹枝代表了不同物種的發展以及它們之間的關係,現在有些科學家希望細胞能畫出另一種家譜。這棵樹不是描述居住在我們星球上的數以百萬計的物種,而是描述了組成金橘大小的實驗老鼠大腦的數百萬個神經元。

在DNA測序問世之前,科學家使用視覺提示來定義物種。動物有毛皮或羽毛嗎?喙,爪,蹄?大腦的早期研究也是如此-在過去的100年中,神經科學家意識到我們的神經元和其他腦細胞具有各種各樣的形狀和大小。但是,這些細胞的詳細視覺描述未能揭示出許多關於不同神經元如何執行不同工作的見解,更不用說單個細胞可能如何改變疾病了。

艾倫研究所(Allen Institute)團隊使用一種特殊的技術從處理視覺信息的老鼠大腦部分的數百個單個神經元中同時捕獲腦細胞的3D形狀,其獨特的電特性以及其打開的基因套件。因為這種技術捕獲信用卡娛樂城研究人員可以使用該數據集將每個單個細胞的多種類型的數據分類為不同類型的神經元,這是他們為建立哺乳動物大腦“週期表”所做的較大努力的一部分。數據和細胞分類方案可以將專注於一種特徵的其他研究聯繫在一起,從而使人們對不同的腦細胞及其關係有了更全面的了解。

通過將腦細胞分為類別或細胞類型,並研究這些細胞的工作方式和位置,研究人員希望能更多地了解大腦的整體運作方式,以及在疾病中可能出問題的地方。

艾倫腦科學研究所電生理副主任加比·墨菲(Gabe Murphy)博士說:“越來越明顯的是,在某些疾病中,大腦特定部位的神經元類型非常缺乏。” “我們對存在的神經元的不同類型及其獨特性的了解越多,如果您在一種或多種類型的疾病中存在脆弱性,我們就越能理解出了什麼問題。”

墨菲與艾倫腦科學研究所的曾洪奎博士,執行副總裁兼主任一起主持了這項研究。內森·古文斯(Nathan Gouwens)博士,助理研究員;以及神經解剖學副總監Staci Sorensen博士。

Salk教授愛德華·卡拉威(Edward Callaway)博士說:“這項研究實質上為其他神經科學家提供了一個’查找表’,這樣,如果您僅了解神經元的一種特性,就可以推斷出其他特性。”生物研究所和艾倫腦科學研究所的顧問(未參與該研究)。 “我們需要這種鏈接研究來弄清大腦的真正細胞類型是什麼,以便我們可以開始表徵它們。該數據集可以實現鏈接,並且無疑將為將來的發現提供巨大的資源。”

艾倫研究所的研究人員專注於抑制性神經元,即抑制其他神經元活動的細胞類型。他們的研究將這些神經元分為28種不同類型。科學家以前沒有意識到視覺抑制神經元中存在這種多樣性水平。

揭示大腦中的新模式神經科學家使用特徵淘金娛樂城諸如神經元的形狀,與其他神經元建立的連接的數量和類型,其發送和接收的電信號的種類以及其打開的基因等各種分類將細胞分類為細胞類型的風險。大多數研究僅關注這些屬性之一。艾倫研究所的研究人員使用一種稱為Patch-seq的技術從單個細胞中捕獲三種:神經元的3D形狀或形態;神經元的3D形狀或形態。研究人員通過使用玻璃電極將其“粘貼”到細胞上來記錄其獨特的電學性質或電生理學;以及它打開的基因序列或轉錄組譜。

Patch-seq是一項複雜的技術。為了生成龐大的數據集,艾倫研究所團隊建立了“管道”以確保其結果標準化和高質量。該團隊在當前研究中捕獲了來自4,200多個神經元的電和基因表達數據。由於建立完整的3D形態非常耗時,因此他們集中於517個神經元進行追踪。此步驟是根據玩免費神經科學遊戲Mozak的遊戲玩家的輸入執行的,該遊戲由艾倫研究所和華盛頓大學遊戲科學中心的研究人員開發。

這是21世紀神經科學分支的轉折,其歷史可以追溯到19世紀的科學家,他們首先通過形狀描述了許多神經元。

索倫森說:“通過這種方法,我們現在通過在研究神經元形態的方法中增加轉錄組學來學習關於大腦的新知識,”索倫森說。 “使用轉錄組學標記細胞類型是革命性的。當我們以這種方式對細胞進行分類時,我們娛樂城體驗金能夠揭示我們之前從未註意到的模式。”

在不久的將來,艾倫研究所的研究人員希望利用他們的神經元查找表來揭示有關正在進行的項目的更多信息,以繪製大腦的接線圖。在這項由IARPA支持的合作中,研究人員正在對非常精細的立方毫米的鼠標大腦進行成像和映射。可以將存在於大腦的那個微小立方體中的腦細胞的3D形狀映射回Patch-seq數據,從而使科學家能夠收集有關腦細胞類型如何連接形成迴路的新見解。

參考:

Gouwens NW,Sorensen SA,Baftizadeh F等人。皮質GABA能細胞的整合形態和轉錄組分類。 細胞2020; 183(4):935-953.e19。 doi:10.1016 / j.cell.2020.09.057

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