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大腦3D圖譜揭示神經(jīng)細(xì)胞"芳容" 有助發(fā)現(xiàn)腦細(xì)胞關(guān)聯(lián)

2015年08月06日 10:28 | 來源:科技日?qǐng)?bào)
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  原標(biāo)題:大腦3D圖譜揭示神經(jīng)細(xì)胞“芳容”

  科技日?qǐng)?bào)北京8月5日電 (記者劉霞)美國(guó)科學(xué)家已繪制出一幅超精細(xì)的老鼠大腦的3D圖譜。該圖譜由一系列高清圖像拼接而成,單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞在納米尺度下的特征清晰可見,且清晰度前所未有??茖W(xué)家們希望借助這一圖譜發(fā)現(xiàn)大腦細(xì)胞之間非同尋常的關(guān)聯(lián),并最終厘清躁郁癥和抑郁癥等神經(jīng)疾病的發(fā)病機(jī)理。

  新的研究顛覆了一個(gè)存在很久的假設(shè),即所謂的“彼得規(guī)則”——如果兩個(gè)神經(jīng)細(xì)胞彼此接近,那么它們很可能會(huì)形成突觸,相互溝通。這個(gè)假設(shè)似乎合乎邏輯,但該研究的主要負(fù)責(zé)人、波士頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院助理教授納拉亞南·卡斯瑟里表示,它其實(shí)是假的,至少在小鼠大腦的某個(gè)特定區(qū)域(一塊從胡須接受感官信息的皮層)內(nèi)是這樣的。

  卡斯瑟里說:“大腦的復(fù)雜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們的想象……兩個(gè)神經(jīng)元呆在一起很多時(shí)間并不意味著它們建立了連接,成年哺乳動(dòng)物大腦內(nèi)這個(gè)區(qū)域就是如此,而在大腦的其他部位、嬰兒的大腦內(nèi),每個(gè)神經(jīng)細(xì)胞或許會(huì)與其鄰居相連。因此,我們也需要對(duì)其他大腦進(jìn)行成像,從而弄清楚這一點(diǎn)。”

  在這項(xiàng)研究中,科學(xué)家們使用了最新的成像系統(tǒng)包括硬件和軟件,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。硬件名為“自動(dòng)化磁帶收集超薄切片機(jī)(ATUM)”,由卡斯瑟里和哈佛大學(xué)的研究人員研制而成,已經(jīng)取得了專利。它使用鉆石刀將已染色并增塑的腦組織樣品,切割成30納米厚的切片,然后用電子顯微鏡收集和拍攝樣品。名為“VAST”的軟件程序則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,制造出在神經(jīng)細(xì)胞單個(gè)突觸尺度上的彩色圖像。軟件由該研究的合作者、哈佛大學(xué)的丹尼爾·伯格同麻省理工學(xué)院的科學(xué)家聯(lián)合研制而成。

  就目前而言,這項(xiàng)新技術(shù)的成本很高,對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的要求也很高,但研究人員希望能像基因測(cè)序技術(shù)一樣,不斷降低其成本,該研究結(jié)果發(fā)表在最新一期的《細(xì)胞》雜志上。

 

編輯:趙彥

關(guān)鍵詞:大腦3D圖譜揭示神經(jīng)細(xì)胞 有助發(fā)現(xiàn)腦細(xì)胞關(guān)聯(lián)

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