科学家发现的作用和连接三个大脑细胞类型

大脑如何功能仍然是一个黑盒:科学家们甚至不知道存在多少种神经细胞在大脑中。了解大脑是如何工作的,他们不仅需要了解什么类型的神经细胞存在,而且它们如何一起工作。索尔克研究所的研究人员已经更近一步解锁这个黑盒子。

使用先进的可视化和基因技术,研究小组发现了一个新的神经细胞亚型,或在视觉皮层神经元,。该组织还详细说明了新的神经元细胞和两个相似的过程图片和连接的其他部分大脑。学习大脑分析视觉信息在这样一个详细的级别可能有一天帮助医生了解疾病如精神分裂症和孤独症的元素。

“理解这些细胞类型造成另一块谜题揭开大脑的神经回路,回路最终会影响神经障碍,”爱德华·卡拉威说,索尔克教授和高级的作者发表的论文在《华尔街日报》12月6日神经元。

解锁的具体机制大脑已经一个进程的挑战。在历史上,科学家利用染色显示各种神经元有不同的形状,并有可能不同类型的细胞。然而,真正的大脑的神经元类型数量仍是一个谜。卡拉威的任务比较揭示神经元连接和情报监视功能。二十年前,技术跟踪各种大脑神经元之间的连接是一样复杂的拍摄一组人在一个城市的角落在手机:每个人在说到另一个地方,但是谈话的另一端的人可能是一个街区,或全国。谈话的内容不可能演绎。

“类似手机对话,每种类型的神经元只连接到某些其他类型的神经元,但它可能是一个细胞在大脑中其他地方,”卡拉威说。新的小鼠模型和其他技术在过去的五年里提供映射工具和电话窃听监视一样强大,允许科学家追踪”的神经元类型、细胞互相对话,他们在谈论什么,”他说。

在新发表的研究论文中,卡拉威,同事逐步消除这些问题通过选择性基因操纵特定的细胞类型在动物模型可视化的大小、形状和电活动的个人类型的神经元。

三个神经元类型团队研究神经元分类的一部分被称为兴奋性锥体(以其形状)神经元,并发挥重要作用在大脑皮层。尽管所有的实验小鼠的视觉皮层中完成的,相同的神经元细胞可能存在,许多动物的大脑中扮演类似的角色,包括人类。

“以前,人们没有很好的工具标签,或者看看,具体在清醒小鼠的大脑锥体细胞类型。但使用这种先进的可视化技术,我们可以看到细胞活动和每个细胞类型可能如何处理不同种类的信息,不同的目的,”Euiseok Kim表示,这篇论文的第一作者和沙克研究助理。

索尔克的科学家使用特殊的成像技术来展示,当,三个细胞被激活,以应对不同的图像显示鼠标。跟踪新细胞的神经回路,该小组使用一种改性狂犬病毒方法发明的卡拉威的实验室映射三个神经元之间的连接类型和其它地区的脑细胞。

两者的结合影像检查画一幅不同的神经元的功能。

两个敏感的神经类型fine-detailed空间信息的可视化测试也映射到大脑中负责解析部分的各种信息。同样,神经元反应方向和速度在视觉测试显示连接大脑不同的部位在狂犬病映射的实验。

“这不是一个偶然,一个特定的细胞类型响应快速变化的刺激,因为这些神经元连接到大脑的一部分,负责控制眼球运动,”卡拉威说,他还拥有研究所的奥黛丽Geisel椅子。“输出匹配电路的功能”。

卡拉威预计未来实验可能会确定更多这些神经元的功能。

“现在我们已经理解这些神经元,它会导致新的假说和新想法的神经元在做什么,”卡拉威说。“我们与这些细胞类型可以设置新的实验,看看它如何改变行为的老鼠。”

学习细胞连接和功能在不同的情况下最终能帮助解释出错在不同条件下,如自闭症和精神分裂症。

“我们研究大脑的一部分视觉皮层,但我们观察的细胞类型中还发现其他大脑皮层的一部分,如地区参与电机或认知功能,”卡拉威补充道。

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