211service.com
Technicolor Brain
Harvardo universiteto mokslininkai sukūrė naują metodą, kaip nustatyti smegenis švytinčių spalvų vaivorykšte. Ši technologija leis mokslininkams sukurti vienos iš paskutinių smegenų ribų žemėlapius: sudėtingą nervinių grandinių raizginį, kuris renka, apdoroja ir archyvuoja informaciją. Tokie žemėlapiai galiausiai galėtų atskleisti ankstyvą žmogaus smegenų raidą ir tokias ligas kaip autizmas ir šizofrenija, kurios buvo susijusios su ryšio problemomis.
Vaivorykštės smegenys: Genetiškai modifikuotos smegenų lanko pelės nervinėse ląstelėse išreiškia atsitiktinius žydros, geltonos ir raudonos spalvos fluorescencinių baltymų derinius. Dėl to neuronai ir jų projekcijos – ilgos uodegos, kurios jungiasi su kitomis ląstelėmis – yra paženklintos daugybe skirtingų atspalvių. Šiame vaizde iš hipokampo dalies smegenų struktūra, susijusi su atmintimi, neuronai (atsiskiriami iš skirtingų apvalių ląstelių kūnų) ir astrocitai (atsiskiriantys pagal jų difuzinę žvaigždės formą), pagalbinė smegenų ląstelė, yra paženklinti daugybe skirtingų. spalvos.
Tai bus neįtikėtinai galingas įrankis, sako Elly Nedivi MIT neuromokslininkas, kuris nedalyvauja tyrime. Tai atvers didžiules galimybes žvelgiant į neuronų ryšį.
Daugelį metų mokslininkai naudojo fluorescencinius baltymus, gautus iš medūzų, norėdami pažymėti specifines genetiškai modifikuotų gyvūnų ląsteles. Tačiau riboto galimų spalvų skaičiaus nepakako norint sukurti išsamų milijonų smegenų neuronų vaizdą. Jean Livet, Jeffas Lichtmanas , ir jų bendradarbiai iš Harvardo genetiškai modifikavo peles, turinčias daugybę genų, koduojančių trijų skirtingų spalvų – geltonos, raudonos ir žydros – fluorescuojančius baltymus, kopijų, taip pat fermentą, galintį atsitiktinai blokuoti bet kurį šių genų pogrupį, kad jie gamintų fluorescencinius. žyma.
Kai pelės maitinamos fermentą aktyvuojančiu junginiu, kiekvienoje ląstelėje vyksta atsitiktinis molekulinis procesas, kurio metu išmušami spalvą koduojančių genų pogrupiai. Likę genai skirtingais kiekiais gamina tris spalvotus fluorescencinius junginius, kurie susijungia ir sudaro unikalų naują atspalvį. Mes gauname platų spalvų asortimentą – apie 100, sako Lichtmanas. Tyrėjai gyvūnus vadina smegenų lanko pelėmis dėl spalvingų jų smegenų vaizdų. Šiandien žurnale buvo paskelbtas naujas dokumentas, aprašantis procesą Gamta .
Multimedija
Peržiūrėkite genetiškai modifikuotų „smegenų lanko“ pelių padarytus vaizdus.
Galimybė piešti atskiras smegenų ląsteles tokia plačia palete leis neurologams tyrinėti nervų grandines kaip niekada anksčiau. Dauguma ankstesnių darbų buvo skirti didesnio masto anatomijai arba atskirų ląstelių funkcijoms, neprarandant detalių laidų tarp šių dviejų skalių. Lichtmanas sako, kad yra visa klasė nervų sistemos sutrikimų, kuriuos žmonės įtaria dėl nervų ląstelių ryšių defektų, tačiau mes neturime realių priemonių ryšiams atsekti. Būtų labai naudinga pažvelgti į laidus autizmo spektro sutrikimo ar psichikos ligų gyvūnų modeliuose.
Kai kaimyninės ląstelės yra paženklintos ta pačia spalva, kaip ir ankstesniuose metoduose, sunku atskirti kiekvienos ląstelės kelią smegenyse. Tačiau šiuo atveju gretimos ląstelės dažniausiai yra skirtingų spalvų, todėl mokslininkai gali sekti jų susivėlusias projekcijas, kai jos šakojasi ir sinapsuoja visose smegenyse. Atlikdami principinį eksperimentą, tyrėjai atsekė visas jungtis mažame smegenėlių audinio gabalėlyje – smegenų dalyje, kuri kontroliuoja pusiausvyrą ir judėjimą. Tai leis mokslininkams išsiaiškinti ne tik tai, ką veikia neuronai, bet ir ką jie veikia nepažeistos grandinės kontekste, sako Nedivi. Esu tikras, kad tą dieną, kai išeis laikraštis, visi ir jų mama jiems paskambins ir prašys šių pelių.
Lichtmanas ir jo bendradarbiai planuoja panaudoti šią techniką smegenų vystymuisi tirti. Kūrimo metu laidai keičiasi dramatiškai, sako Lichtmanas. Jauni žinduoliai iš tikrųjų turi per daug ryšių ir turi pašalinti perteklių, bet neaišku, kaip tai atsitiks. Jis sako, kad pasirinkimas, kurie ryšiai bus palaikomi ir prarandami, tikriausiai labai priklauso nuo to, kaip žmones formuoja jų patirtis. Norint suprasti šio kirpimo taisykles, reikia pamatyti, [kurie ryšiai] gali likti, o kurie gali išeiti.