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深度分析将鼠标皮质分为133种细胞类型

艾伦研究所(Allen Institute)的神经科学家向了解大脑中所有细胞类型的完整列表又迈进了一步。在迄今发表在《自然》杂志封面上的迄今为止最全面的同类研究中,研究人员根据大脑皮层,最外层外壳和大脑认知中心将细胞分类为133种不同的“细胞类型”。细胞开关的基因。

该分类基于在艾伦研究所(Allen Institute)15年的工作基础上发现的许多稀有脑细胞类型,为揭示其中两种稀有神经元类型的新功能奠定了基础。该研究从涉及视觉和运动的小鼠皮质部分捕获了逐细胞信息。

科学家距离了解哺乳动物的大脑是如何工作的还很遥远。他们甚至不完全了解它的成分-不同类型的脑细胞。神经科学家在工作中面临的挑战类似于试图重新制作一顿美味,复杂的饭菜,不仅不知道制作它的成分和配方,而且甚至没有任何方法可以描述许多这些成分。

在这项新研究中,研究人员提出了一种方法,通过分析老鼠的1亿个脑细胞中的近24,000个基因,从而创建了133种细胞类型的列表,来描述这些成分。研究人员说,由于这项研究从如此多的细胞中捕获了成千上万个基因的活性,并且对于该研究中的视觉和运动区域而言几乎是完整的,因此皮层的其他区域很可能遵循相似的组织规则。

“到目前为止,这是对任何物种的皮层任何区域的最全面,最深入的分析。现在我们可以说,我们了解其零件清单的分配规则,”艾伦研究所(Allen Institute)的分支机构艾伦脑科学研究所(Allen Institute for Brain Science)的结构科学执行主任,研究。“有了所有这些数据,我们就可以开始学习有关大脑如何组织的新原理,并最终了解其工作原理。”

在今天也在《自然》杂志上发表的,由霍华德·休斯医学研究所的珍妮莉亚研究园区的研究人员领导的随附论文中,神经科学家使用了基于基因的分类和有关神经元形状的其他信息来揭示参与运动的两种新型神经元。然后,研究人员测量了运动的小鼠中这些不同神经元的活动,他们发现一种类型参与了运动的计划,而另一种则可以触发运动本身。

Janelia的Karel Svoboda博士说,“基因表达是一种获取细胞类型的非常有效的方法,而这正是艾伦研究所的工作的核心。” ,并且还是细胞类型研究的合著者。“运动皮层研究是在不同类型的细胞类型分类中的首例,将基因表达信息,结构信息和神经活动的测量结果结合在一起,以陈述大脑中特定细胞类型的功能。”

筛选24,000个细胞以了解大脑

哺乳动物皮层被认为是控制认知功能的主要大脑区域,在人类中远大于大多数其他哺乳动物。许多研究人员认为,了解这种复杂但规则有序的大脑区域的构成将有助于我们了解使哺乳动物的大脑与众不同的原因,或者使我们的大脑与众不同的原因。艾伦研究所(Allen Institute)的研究人员也在努力为其余小鼠皮质定义“成分表”,尽管他们希望他们在这项研究中确定的许多组织规则在整个地区都适用。从老鼠皮层获得的知识构成了通过比较研究了解人类皮层的基础。

尽管有许多方法可以理解使一种细胞类型与另一种细胞类型不同的原因-它的形状,如何发送电信号以及这些信号如何转化为大脑的许多功能-但只有基因表达才能研究成千上万的细胞,其中一种一次,以一种全面的方式。

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