研究人员为神经元创建“维基百科”
几十年来的数据已经收集了大约数十亿神经元在大脑中是令人震惊的。帮助科学家们理解这个“大脑大数据,”卡内基梅隆大学研究人员使用数据挖掘来创建www.neuroelectro.org一个公开的网站,就像维基百科,索引生理信息的神经元。
该网站将有助于加速神经科学研究的发展,提供一个集中的资源收集和比较数据对神经功能。数据的描述和分析,可以使用该网站进行在线发表的神经生理学杂志》上。
大脑中的神经元可分为大约300种不同类型根据其物理和功能特性。研究人员一直在研究许多不同类型的神经元的功能和属性了几十年。结果数据是分散在成千上万的论文在科学文献。卡内基梅隆大学研究人员转向数据挖掘收集和组织这些数据,将成为可能,第一次分析的新方法。
“如果我们想构建一个大脑或再造,我们需要知道哪些部分使用,”内森说城市,卡内基梅隆大学BrainHub临时院长和主任SM神经科学计划。“我们知道很多关于神经元在大脑的一些区域,但是几乎没有别人的神经元。加快我们对神经元及其功能的理解,我们需要能够很容易地确定我们已经知道一些神经元可以应用到其他我们不知道。”
Shreejoy j . Tripathy工作在城市的实验室时,他是一个研究生在联合中心卡内基梅隆大学和匹兹堡大学的认知神经基础(CNBC)计划在神经计算,选择10000多篇发表论文,包含生理数据描述神经元如何应对各种输入。他利用文本挖掘算法来“读”的每个文件。文本挖掘软件发现每篇论文的部分识别神经元的类型研究,然后分离神经元的电生理数据相关的属性类型。也检索信息的每个实验文献中是如何完成,并纠正数据占任何差异,可能是由于实验的格式。Tripathy,总体而言,现在是在英属哥伦比亚大学的博士后,能够收集和规范数据对大约100种不同类型的神经元,而他在网站上发表www.neuroelectro.org。
从收集到的数据在网站上使用文本挖掘,研究人员意识到它可能包含错误相关的提取和标准化。城市和他的团队验证的数据,但他们还创建了一个机制,允许用户标记数据进行进一步的评估。用户也可以从网站的管理员提供新的数据以最小干预,类似维基百科。
“这是一个动态的环境中,人们可以收集、提炼和添加数据,“城市说,谁是医生弗雷德里克·a·Schwertz特聘教授的生命科学和CNBC的一员。“这将是一个有用的资源做神经科学研究世界各地的人。”
最终,该网站将帮助研究人员发现共享同一组神经元的生理属性,它可以提供更清楚的了解一个神经元的功能。例如,如果一个研究人员发现,一种大脑皮层神经元自发地,他们可以查找火灾其他神经元自发和访问地址这类神经元的研究论文。使用这些信息,他们可以迅速形成假说是否相同的机制在起作用的新发现和先前研究神经元。
为了演示如何使用neuroelectro.org,研究人员比较了电生理数据来自30多个神经元类型最多研究在文献中。这些包括海马锥体神经元负责内存,在中脑多巴胺神经元,认为是负责刺激和上瘾,等等。这个网站能找到许多预期不同类型的神经元之间的相似之处,和一些研究人员意外的相似之处。为未来的研究这些惊喜代表有前途的领域。
在正在进行的工作中,卡内基梅隆大学的研究人员在neuroelectro.org上比较数据与其他类型的数据,包括数据在神经元基因表达的模式。例如,城市的小组使用另一个公开可用的资源,艾伦大脑图集,找到组神经元是否具有类似电气功能有类似的基因表达。
“要花很多时间、精力和金钱来确定神经元的生理特性及其基因表达,“城市说。“我们的网站将帮助指导这项研究,使其更有效。”
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出版
Shreejoy j . Tripathy肖恩·d·伯顿马修·Geramita纳撒尼尔·n·理查德·c·Gerkin城市。Brain-wide电生理多样性收益率分析小说哺乳动物的神经元类型的分类。神经生理学杂志》,2015年3月25日出版。doi: 10.1152 / jn.00237.2015
