qBrain平台地图在整个老鼠大脑神经元细胞类型

神经科学家在冷泉港实验室(3)动员先进的成像技术和计算方法,全面地图——“计数”——总数量的特定类型的细胞在老鼠的大脑。在今天发表的一项研究细胞,他们两个非常令人惊讶的发现。

大脑“qBrain”(定量)研究显示,与预期相反,三个主要的抑制性细胞的数量和比率类型不同的老鼠大脑皮层的不同部分。这意味着不同的皮质,例如那些涉及认知与涉及到感官刺激的知觉,已经进化到裁缝当地电路到特定的大脑功能。令人惊讶的是,尽管男性和女性的大脑皮质细胞数量地区没有差别,研究确定了11个皮质下区域与性别差异。引人注目的是,尽管整个男性大脑更大的趋势,10这些地区有更多的调节神经元的女性比男性。

帕维尔Osten的团队用他们qBrain脑成像平台可视化和抑制小鼠大脑中的神经元计数。Brainwide分布的三个主要的抑制性细胞类型、表达、神经肽称为海温PV和贵宾,这颜色组合所示。这些图像显示一个意想不到的皮层组织原则:感觉器官区域是由output-modulating光伏+中间神经元,而协会区域是由input-modulating SST +中间神经元。其他视图显示,尽管规模较小,女性的大脑比男性有更多的中间神经元的大脑皮层下大部分地区。

“这表明有更多的细胞,调节信号和时序控制调节生殖领域,女性比男性的社会和教育行为,但有一个例外,到目前为止,“3帕维尔Osten副教授说,团队的领导者。下丘脑的例外是一个小的区域,称为posterodorsal前视核,被认为是控制一个男性生殖功能(射精)。

抑制细胞类型(调节兴奋性神经元的信号)统计的qBrain技术包括细胞表达小清蛋白(PV +)、生长抑素(SST +)——血管活性肠肽(VIP +)和四个亚型。每一个都是一种用来标记蛋白质在哺乳动物大脑不同的细胞类型。一个项目的第一步,3和合作者表现作为国立卫生研究所的一部分“大脑活动单元的人口普查网络(BICCN)。“在未来5年,团队将建立网上综合信息资源数据库为科学界(http://mouse.brainarchitecture.org/ost),包括分布地图和超过100个不同的细胞类型的细胞形态老鼠的大脑。

“即使我们的第一个结果表明,真正重要的是大脑的构成精确、定量方式,“Osten说。qBrain是建立在一个自动化的技术平台,将用于执行类似的分析其他哺乳动物的大脑,从草原田鼠狨猴猴和人类。这将使前所未有的跨物种的比较。

“大脑就像一个非常复杂的乐高积木拼图,碎片,有各种各样的形状和大小,“Osten说。“如果你想理解大脑回路的工作原理,首先需要知道有多少件,什么类型,以及它们是如何分配的。它仍然不清楚,但被认为是至少500哺乳动物大脑的细胞类型,并可能数以千计。我们仍然缺乏一个基本的零件清单。”

帕维尔Osten 3团队qBrain映射技术用于发现雌性老鼠的大脑,尽管他们比男性大脑平均规模较小,在大多数皮质下区域有更多的抑制性神经元。

黄3 z教授Josh和帕Mitra qBrain纸上合作。每个老鼠大脑扫描,正是在600年注册地区电网的主文件电脑,每天一个大脑。~每个大脑当时200 GB的数据分析与机器学习算法识别单个神经元的类型,根据参数“学习”从人类专家。

Osten希望使用qBrain扫描和量化大脑在小鼠模型的精神病,神经发育和神经变性紊乱症,抑郁症,精神分裂症,自闭症和阿尔茨海默疾病会提供有益的比较数据来自健康小鼠的大脑。这可能使科学家开始阐明大脑的违规行为描述这些疾病。

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