美國“腦計劃”取得重大進展:哺乳動物大腦運動區域有詳圖可研究
2021-10-09 11:21:17 來源:
美國腦計劃的細胞普查項目(BICCN)繪制了哺乳動物(小鼠、猴子和人類)初級運動皮層的細胞類型圖譜和神經元解剖接線圖。該圖譜為更深入地研究哺乳動物大腦其余部分的細胞類型奠定了基礎。這些發現以17篇論文的形式發表在《自然》雜志專輯上。
小鼠大腦圖譜旨在解析小鼠大腦的基因組學基礎形式和功能,可作為相關人類研究的模型。
美國國立衛生研究院(NIH)院長弗朗西斯·;柯林斯表示:由于這項開創性的合作研究,我們現在對大腦運動皮層的細胞及其基本功能特性有了全面了解。該圖譜將為未來研究物種內部和跨物種大腦的結構和功能提供跳板。
人類能全面了解自己的大腦嗎
人腦是一個極其復雜的器官,由大約1000億個神經元、大致相同數量的非神經元細胞和數萬億個神經連接組成。盡管所有人都具有相同的一般大腦結構,但多種環境和遺傳因素會影響我們大腦的發育和功能。換句話說,每個人的大腦都反映了他們獨特的背景和生活經歷。
在腦外科患者捐贈的腦組織切片上進行的人類神經元的數字重建疊加。艾倫腦研所研究人員通過一種稱為Patch-seq的技術從這些活的人類神經元中獲取電信息以及它們的3D形狀和基因表達。這張圖片顯示了人類大腦最外層新皮層內側顳回中的幾種不同類型的神經元。
圖源:艾倫腦科學研究所
全面了解構成大腦的所有細胞類型、它們的特征以及它們在個體之間的差異,對于理解是什么讓我們人類與眾不同至關重要。了解在大腦結構和功能發展中起作用的因素,也是了解精神分裂癥、成癮、癲癇癥和阿爾茨海默病等疾病如何發展的重要環節。
與嚙齒動物相比,人類神經元似乎高度專業化。艾倫腦研所的科學家們正在研究這些神經元,其中一種類型是CARM1P1神經元,它們在大腦中發送遠程連接,并且可能選擇性地易受阿爾茨海默病的影響。
NIH神經系統疾病和中風研究所所長瓦爾特·;科洛謝茨表示,現在人們迫切需要開發針對大腦疾病的療法。
值得高興的是,BICCN的研究能為科學家提供工具,通過基因組療法,使精確靶向細胞類型和神經網絡成為可能,從而治療那些影響人們思維、記憶、情緒和運動的疾病。
為深入了解大腦提供前所未有的細節
過去10年的科學進步,使研究人員從僅能分析腦細胞的物理特征,轉向研究細胞功能背后的分子特征。研究人員現在可以檢視轉錄組(細胞中完整的基因讀數集,其中包含制造蛋白質和其他細胞產物的信息)和細胞的表觀基因組(對細胞DNA的化學修飾集,它改變了細胞遺傳信息的表達方式)。技術創新已擴展到可對數千萬個單細胞進行快速、經濟、高效的分析,以更好地了解大腦的組成部分。
美國腦計劃的細胞普查項目(BICCN)繪制了哺乳動物(小鼠、猴子和人類)初級運動皮層的細胞類型圖譜和神經元解剖接線圖。該圖譜為更深入地研究哺乳動物大腦其余部分的細胞類型奠定了基礎。這些發現以17篇論文的形式發表在《自然》雜志專輯上。
小鼠大腦圖譜旨在解析小鼠大腦的基因組學基礎形式和功能,可作為相關人類研究的模型。
美國國立衛生研究院(NIH)院長弗朗西斯·;柯林斯表示:由于這項開創性的合作研究,我們現在對大腦運動皮層的細胞及其基本功能特性有了全面了解。該圖譜將為未來研究物種內部和跨物種大腦的結構和功能提供跳板。
人類能全面了解自己的大腦嗎
人腦是一個極其復雜的器官,由大約1000億個神經元、大致相同數量的非神經元細胞和數萬億個神經連接組成。盡管所有人都具有相同的一般大腦結構,但多種環境和遺傳因素會影響我們大腦的發育和功能。換句話說,每個人的大腦都反映了他們獨特的背景和生活經歷。
在腦外科患者捐贈的腦組織切片上進行的人類神經元的數字重建疊加。艾倫腦研所研究人員通過一種稱為Patch-seq的技術從這些活的人類神經元中獲取電信息以及它們的3D形狀和基因表達。這張圖片顯示了人類大腦最外層新皮層內側顳回中的幾種不同類型的神經元。
圖源:艾倫腦科學研究所
全面了解構成大腦的所有細胞類型、它們的特征以及它們在個體之間的差異,對于理解是什么讓我們人類與眾不同至關重要。了解在大腦結構和功能發展中起作用的因素,也是了解精神分裂癥、成癮、癲癇癥和阿爾茨海默病等疾病如何發展的重要環節。
與嚙齒動物相比,人類神經元似乎高度專業化。艾倫腦研所的科學家們正在研究這些神經元,其中一種類型是CARM1P1神經元,它們在大腦中發送遠程連接,并且可能選擇性地易受阿爾茨海默病的影響。
NIH神經系統疾病和中風研究所所長瓦爾特·;科洛謝茨表示,現在人們迫切需要開發針對大腦疾病的療法。
值得高興的是,BICCN的研究能為科學家提供工具,通過基因組療法,使精確靶向細胞類型和神經網絡成為可能,從而治療那些影響人們思維、記憶、情緒和運動的疾病。
為深入了解大腦提供前所未有的細節
過去10年的科學進步,使研究人員從僅能分析腦細胞的物理特征,轉向研究細胞功能背后的分子特征。研究人員現在可以檢視轉錄組(細胞中完整的基因讀數集,其中包含制造蛋白質和其他細胞產物的信息)和細胞的表觀基因組(對細胞DNA的化學修飾集,它改變了細胞遺傳信息的表達方式)。技術創新已擴展到可對數千萬個單細胞進行快速、經濟、高效的分析,以更好地了解大腦的組成部分。
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