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新研究通过分析逐个神经细胞绘制大脑地图

时间:2017-08-11 12:00 作者:admin 点击:

       约翰霍普金斯大学的数学家和计算机科学家加入了一个由神经科学家组成的国际团队,他们建立了果蝇大脑的学习和记忆中心的完整地图,这是绘制所有动物大脑工作的基础性工作。

       在最新一期《自然》杂志上的一篇论文中,研究小组报告了关于绘制大脑地图的研究成果,并称之为“连接体”。

       这个研究项目可以为动物领域科的学家们提供工作指导,并最终帮助动物领域科学家们绘制出哺乳动物大脑中神经元之间的联系图。在研究中使用的果蝇幼虫大脑与哺乳动物的大脑皮层大致相当。

       约翰霍普金斯大学工程学院的应用数学和统计学教授 Carey E. Priebe 说,除了做过约有 300 个神经元的蛔虫大脑外,以前没有人做过完整的“大脑地图”解析。

       果蝇幼虫具有约 10 万个神经元,在这个项目中,对果蝇幼虫部分大脑中约 1600 个神经元进行了“地图解析”。而对哺乳动物来说,大脑的复杂性要大得多。在生物链顶端的人类,人类大脑包含了 860 亿到 1000 亿个神经元。

       在最近发表的一项研究中,Priebe 和 Park,一位在美国的成像科学中心的计算机科学家,做了一项统计分析,用电子显微镜在果蝇幼虫的大脑中发现了神经元之间的联系。Priebe 和 Park 是来自美国、英国和德国的 8 个研究机构的 17 名科学家的一部分,他们参与了这项工作。

       Priebe 和 Park 的分析揭示了之前被误解或完全未知的六种神经元之间的联系模式,这有助于更好地理解这部分果蝇的大脑是如何工作的。这一挑战大致类似于对复杂电网的所有部分的关系进行分类。

       新的研究集中在结构连接上,而不考虑这些连接如何与特定行为相关联的功能问题。这些问题在 Priebe 和 Park 的研究中也被研究出来,这是三年前发表在《科学》杂志上的。在这种情况下,科学家们确定了 29 种果蝇幼虫的行为,包括向前和向后爬行,滚动,隆起,和避开特定的气味。约翰霍普金斯大学的研究人员随后绘制了触发这些动作的神经元。

      在 2014 年发表的几个月后,Priebe 获得了美国国家科学基金会的一份为期两年的 30 万美元的拨款,以继续在弗吉尼亚州的霍华德休斯医学研究所的神经科学研究所的神经系统上继续工作。在《自然》杂志上发表的一项新研究中,9 名雅利亚的科学家进行了研究。

      美国国家科学基金会计划支持美国总统奥巴马在 2013 年发起的 1 亿美元的大脑活动。这一努力包括几个机构的工作,以加快神经科学新技术的开发,以帮助研究人员了解大脑是如何工作的。