Nature发布神经学里程碑成果

 新闻资讯     |      2022-02-17 00:52
本文摘要:即便是大脑中最简单的神经元网络也是由数百万的相连所包含,探究这些可观的网络对理解大脑的运作机制至关重要。 由艾伦脑科学研究所、哈佛医学院和Flanders神经电子学研究中心(NERF)的R.ClayReid、WeiChungAllenLee和VincentBonin领导的一个国际小组,公布了迄今为止仅次于的大脑皮层神经元相连网络,说明了出有了有关大脑中网络的组织机制的几个关键要素。他们的研究结果公布在3月28日的《大自然》(Nature)杂志上。

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即便是大脑中最简单的神经元网络也是由数百万的相连所包含,探究这些可观的网络对理解大脑的运作机制至关重要。  由艾伦脑科学研究所、哈佛医学院和Flanders神经电子学研究中心(NERF)的R.ClayReid、WeiChungAllenLee和VincentBonin领导的一个国际小组,公布了迄今为止仅次于的大脑皮层神经元相连网络,说明了出有了有关大脑中网络的组织机制的几个关键要素。他们的研究结果公布在3月28日的《大自然》(Nature)杂志上。

  艾伦脑科学研究所资深研究员R.ClayReid博士说道:这是近十年前启动的一个研究项目的一次高潮。大脑网络过于大、过于简单无法累赘地理解,因此我们利用了一些高通量技术来搜集大脑活动和大脑布线的可观数据集。

我们找到这一希望是意味著有一点的,我们正在理解有关大脑网络结构及最后大脑结构如何与功能关联的非常丰富信息。  论文的主要作者、哈佛医学院神经生物学讲师Wei-ChungLee博士说道:尽管这项研究是研究工作实质性章节中一个具备里程碑意义的时刻,这意味着是个开始。

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通过找到电路布线和神经元网络计算出来之间的关系,我们现在享有了一些工具来著手对大脑实行逆向工程。  Flanders神经电子学研究中心项目负责人VincentBonin说道:数十年来,研究人员仍然在孤立无援地研究大脑活动和布线。我们所获得的成果就是以前所未有的细节为这两个领域架起桥梁,将神经电活动与它们彼此之间的纳米级神经元相连联系一起。

  Lee补足说道:我们已在大脑皮层网络中找到了模块结构的首批解剖学证据,以及神经元间功能特异性相连的结构基础。我们使用的方法使得我们需要定义神经电路的的组织原理。我们现正在作好了打算去找到大脑皮质相连模体(motif),它们有可能是大脑皮层网络功能的基本构件。

  Lee和Bonin首先在小鼠视觉皮层中辨别了号召类似视觉性刺激,例如屏幕上的竖条或横条的神经元。Lee随后制作了超薄脑切片,捕捉了这些目标细胞和神经元数百万张详尽的图像,随后展开了三维重建。美国两海岸的注解者团队同时通过一些3D图像跟踪了单个神经元,并定位了单个神经元之间的相连。

  分析这些非常丰富的数据分解了一些结果,还包括第一个必要的结构证据反对这一观点:已完成相近任务的神经元比继续执行有所不同任务的神经元更加有可能彼此相连。并且,尽管与继续执行几乎有所不同功能的许多其他神经元胶体在一起,这些相连更大。  Reid说道:这项研究独有的组成部分是融合了功能光学和详尽的显微镜学。

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这些微观数据超过了前所未有的规模和细节。我们通过首先理解了特定神经元的功能取得了一些十分强劲的科学知识,随后仔细观察了它是如何相连已完成相近或有所不同工作的神经元的。  Reid说道:这就像一个乐手随机就坐的交响乐团。如果你只听得附近的一些音乐家,这没意义。

通过听得每一个人,你将不会解读音乐;它实际显得更为非常简单了。如果随后你去面谈每个音乐家都听得谁的,也许你甚至可以搞清楚他们是如何创作音乐的。这里没指挥官,因此管弦乐团必须展开交流。


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