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科学家们发现了一种新的人脑细胞

关于人类大脑最令人感兴趣的问题之一也是神经科学家最难回答的问题之一:是什么让我们的大脑与其他动物的大脑区别开来?

艾伦脑科学研究所研究员Ed Lein博士说:“我们真的不明白是什么让人脑变得特别。”“研究细胞和电路水平的差异是一个很好的起点,现在我们有了新的工具来做到这一点。”

在今天发表在“自然神经科学”杂志上的一项新研究中,莱因和他的同事揭示了这个难题的一个可能答案。该研究小组由Lein和GáborTamás博士共同领导,博士是匈牙利塞格德塞格德大学的神经科学家,他发现了一种新型的人脑细胞,这种细胞在小鼠和其他小鼠中从未见过。研究实验动物。

他说,Tamás和塞格德大学的博士生Eszter Boldog将这些新细胞称为“玫瑰果神经元” - 对于他们来说,每个脑细胞的轴突在细胞中心周围形成的密集束看起来就像是一朵玫瑰脱落后的花瓣。新发现的细胞属于一类被称为抑制神经元的神经元,它们对大脑中其他神经元的活动起了制动作用。

该研究尚未证明这种特殊的脑细胞是人类独有的。但是啮齿动物中不存在特殊神经元的事实很有趣,将这些细胞添加到可能仅存在于人类或仅存在于灵长类大脑中的非常短的特化神经元列表中。

研究人员尚未了解这些细胞在人类大脑中的作用,但是它们在小鼠体内缺失表明在实验动物中模拟人类大脑疾病是多么困难,Tamás说。他的实验室团队的一个紧接步骤是在神经精神障碍患者的尸检大脑样本中寻找玫瑰果神经元,看看这些特化细胞是否可能在人类疾病中发生改变。

当不同的技术融合时

在他们的研究中,研究人员使用来自50多岁死亡并捐献尸体进行研究的两名男子死后大脑的组织样本。他们采取了皮层顶层的部分,这是大脑的最外层区域,负责人类意识以及我们认为对我们物种而言独特的许多其他功能。与我们的体型相比,它比其他动物大得多。

“它是大脑中最复杂的部分,通常被认为是自然界中最复杂的结构,”莱因说。

Tamás在匈牙利的研究实验室使用经典的神经科学方法研究人类大脑,对细胞的形状和电学特性进行详细检查。在艾伦研究所,Lein带领一个团队致力于发现一系列基因,这些基因使人脑细胞彼此独特,并与小鼠的脑细胞保持独特。

几年前,Tamás访问了艾伦研究所,展示了他对人类大脑细胞特化类型的最新研究,两个研究小组很快发现他们使用截然不同的技术击中了同一个细胞。

“我们意识到我们从绝对不同的角度聚集在相同的细胞类型上,”Tamás说。所以他们决定合作。

Allen研究小组与J. Craig Venter研究所的研究人员合作,发现玫瑰果细胞开启了一组独特的基因,这是他们研究的任何小鼠脑细胞类型中都没有的遗传特征。塞格德大学的研究人员发现,玫瑰果神经元与人体皮层不同部位的另一种神经元形成突触,称为锥体神经元。

艾伦脑科学研究所的高级科学家,该研究的作者Rebecca Hodge博士说,这是人类皮层首次将这些不同技术结合起来研究细胞类型的研究之一。

“单独来说,这些技术都很强大,但它们会让你对细胞可能做的事情有一个不完整的描述,”霍奇说。“他们一起告诉你关于细胞的补充信息,它可以告诉你它在大脑中是如何起作用的。”

你是如何研究人性的?

玫瑰果神经元似乎是独特的,它们只附着在细胞伴侣的一个特定部位,表明它们可能以非常特殊的方式控制信息流。

Tamás说,如果你想到所有的抑制性神经元,比如汽车上的制动器,那么玫瑰果神经元就会让你的车停在你驾驶的非常特殊的位置。例如,他们就像只在杂货店工作的刹车,而不是所有汽车(或动物大脑)都有。

“这种特殊的细胞类型 - 或汽车类型 - 可以停在其他细胞类型不能停止的地方,”Tamás说。“参与啮齿动物大脑交通的汽车或细胞类型不能停留在这些地方。”

研究人员的下一步是寻找大脑其他部位的玫瑰果神经元,并探索它们在脑部疾病中的潜在作用。尽管科学家还不知道玫瑰果神经元是否真的是人类特有的,但它们似乎并不存在于啮齿动物中,这是对实验室小鼠的又一次打击,它是人类疾病的完美模型 - 特别是对于神经系统疾病,研究员说。

“我们的大脑不仅仅是扩大的老鼠大脑,”艾伦脑科学研究所的高级科学家,该研究的作者,医学博士,医学博士。“人们已经对此进行了多年的评论,但这项研究从多个角度来看问题。”

“我们的许多器官都可以在动物模型中合理地建模,”Tamás说。“但是,让我们与动物王国的其他部分区别开来的是我们大脑的能力和输出。这使我们成为人类。因此事实证明,人类很难在动物系统中进行模拟。”

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