科学家研究新型脑成像技术给神经元贴上“条形码”

发布时间:2022年06月19日
       科技日报北京4月3日电(记者 方琳琳)来自美国冷泉港实验室(CSHL)和瑞士巴塞尔大学的神经科学家团队近日在《自然》杂志上发表论文称, 他们开发了一个创新的大脑。追踪小鼠大脑外皮层数百个神经元连接的成像技术。新技术可以比现有方法更快、更高效地生成更详细的图片, 而且成本大幅下降, 这将有助于未来对神经发育障碍的了解。人脑中有 1000 亿个神经元, 每个神经元可以产生数千个连接或突触, 潜在地产生数百亿个连接。神经科学家对单个神经元的作用了解很多, 但对于大量神经元如何协同工作以产生思想、感觉甚至行为知之甚少。研究人员通常使用显微镜来观察神经连接, 这既费力又昂贵。一种用于识别神经细胞之间连接的传统技术, 称为荧光单神经元追踪, 将一种产生绿光的蛋白质基因引入细胞中, 以便可以用光学显微镜观察这些连接。
       使用传统方法,

该团队追踪了从视觉皮层到其他七个皮层区域的 31 个神经元连接。使用新的技术方法, 他们在短短三周内就连接了 591 个神经元, 而传统方法需要三年时间才能完成。
       这项名为 MAPseq 的新技术通过用基因条形码标记细胞来工作。研究人员将含有随机 RNA 序列的病毒注射到小鼠的大脑中。一旦进入细胞, 每种病毒都会表达一个独特的 30 个字母或RNA 序列由核苷酸和细胞沿轴突自然运输的蛋白质组成。该蛋白质被设计为与 RNA 条形码结合,

两者也沿着轴突拖动。
       然后, 对小鼠的目标大脑区域进行解剖和测序,

以查看哪些标记的神经元与哪些区域相连。连接到目标区域的神经元越多, 该区域的测序数据中出现的神经元条形码就越多。瑞士分子和临床眼科研究所的神经学家 Berton Deloska 说, 它描述了皮层中长距离神经元连接的组织, 这有助于提高人类对自闭症和精神分裂症等神经系统疾病的认知。速度。