观察鱼的大脑看到它们是如何工作的
最新的研究小组在挪威诺贝尔奖得主梅·布里特和爱德华•莫泽Kavli系统神经科学研究所使用转基因斑马鱼开启大脑的秘密。
一位神经科学家面临的基本挑战想了解大脑是如何工作的大脑是如何连接在一起,神经元是如何交互的。
挪威诺贝尔奖获得者和神经科学家梅·布里特和爱德华•莫泽挪威科技大学(巴克)解决了这个问题通过学习如何从个人记录老鼠大脑中的神经元在大鼠在太空中自由移动。他们使用录音让赢得了诺贝尔奖的发现:他们能够看到某些内嗅皮层神经元发射以这样一种方式来创建一个网格模式,可以使用导航,例如内部的GPS。
最新的组长莫泽的卡夫系统神经科学研究所埃姆雷Yaksi,走上了一条截然不同的解决问题的方法的大脑里想的是什么。而不是研究大鼠或小鼠,Yaksi有大约90种不同的转基因斑马鱼,他可以繁殖所需的特色创建不同的鱼。
年轻,斑马鱼是完全透明的,所以Yaksi只需要一个普通光学显微镜看到他们的小可疑脑子里发生了什么。Yaksi的一些鱼有一个基因改造,使他们的神经元点亮一个信号发送到另一个神经元。这是什么使电路和连接可见的研究人员,他说。
“我们有兴趣了解通用电路架构(大脑),可以做有趣的计算,“Yaksi说。尽管鱼与人类有很大不同,他们的大脑有许多相似的结构,和“最后鱼也有寻找食物,他们也必须找到一个伴侣,他们必须避免危险,他们构建大脑回路,可以生成所有这些行为,非常像人类一样做的。”
一个减振表
Yaksi来到Kavli研究所助理教授在2015年初从位置Neuroelectronics研究在比利时的弗兰德斯,在那里他被一个组长和临时董事自2010年以来。
随着Yaksi的研究团队900公斤减振表大小的台球表。桌子太大而重的唯一途径获取到实验室是删除windows从三楼实验室用起重机,起重机。
Yaksi集团需要表,以减少振动,所以他们可以使用高度敏感的光学显微镜来窥视斑马鱼的大脑。幼虫的鱼太小,甚至轻微的震动从汽车或卡车驶过街道上下面是足以让显微镜反弹离开他们的大脑小目标。
小的大脑,大数字
斑马鱼的大脑很小,只有10000到20000个神经元,很多人类大脑就小巫见大巫了,估计有800亿个神经元。然而,测量Yaksi和他的同事们,导致巨大的大量数据。
一个30分钟的录音很容易产生如此多的数据,需要一个星期来处理它,他说。出于这个原因,Yaksi研究小组由一个多学科小组的工程师、物理学家和生活训练的科学家们开发和使用的计算工具来分析这些大数据集。
因为一些已转基因斑马鱼的神经元与荧光蛋白光当神经元活跃,Yaksi和他的同事们常常工作在低光照或黑暗。是非常明显的,当他将游客带入黑暗无声的实验室,许多豪华的显微镜中包含盒子打开前面,旨在限制外部光的量。
其他斑马鱼转基因这闪亮的蓝色的光进入他们的大脑激活特定的神经元——可以让研究者去映射神经元之间的连接,Yaksi说。
临床研究探索基因脑部疾病
大多数Yaksi集团所做的研究是基础研究,发现,推进我们的理解大脑计算但不特别有任何直接的临床意义。
但Yaksi的妻子和同事,娜塔莉Jurisch-Yaksi,与医生合作,发展转基因斑马鱼,这将有助于揭示大脑疾病,如癫痫。
“大多数的人在我的实验室做的非常基本的研究,试图问大脑是如何工作的,如何联系,如何构建“Yaksi说。“但娜塔莉正在与医生在台湾,我们真的想接触临床医生。”
他举例说,如果一个脑部疾病如癫痫遗传因素,可以创建相同的基因突变的转基因斑马鱼设施,这样团队才会在大脑病变研究是什么原因导致癫痫发作和癫痫是可以预防的。
