自然-新闻:一个巨大的神经元发现缠绕整个鼠标的大脑

邓文龙

自然 | 新闻   (软件译作)

一个巨大的神经元发现缠绕整个鼠标的大脑

3D重建显示了源自与意识相关的区域的“荆棘冠冕”形状。

Sara Reardon
2017年2月24日

艾伦脑科学研究所



环绕鼠标大脑的神经元的数字重建。

像常春藤植物发送跑步者搜索的东西紧贴，大脑的神经元发出连接与整个器官中的其他神经元的芽。一种新的数字重建方法显示三个神经元广泛分布在整个大脑，包括一个包裹其整个外层。这个发现可能有助于解释大脑如何创造意识。

华盛顿州西雅图艾伦市大脑科学研究所的主席Christof Koch在2月15日在马里兰州贝塞斯达举行的“ 通过推进创新神经技术”的脑研究会议上解释了他的小组的新技术。他展示了团队如何从一个叫做claustrum的小薄片细胞追踪三个神经元，这是Koch认为在小鼠和人类中作为意识的座位1。

使用常规方法跟踪神经元的所有分支是一项巨大的任务。研究人员用染料注射单个细胞，将大脑切成薄切片，然后用手描绘染色的神经元的路径。很少有人能够通过整个器官追踪神经元。这种新方法具有侵入性和可扩展性，节省时间和精力。

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Koch和他的同事设计了一系列小鼠，使得某些药物激活了claustrum神经元中的特定基因。当研究人员喂养小鼠的少量药物，只有少数几个神经元收到足够的开关这些基因。这导致产生遍布整个神经元的绿色荧光蛋白。然后，团队拍摄了10,000个小鼠脑的横截面图像，并使用计算机程序创建了仅三个发光细胞的3D重建。

连接良好
三个神经元横跨两个大脑半球，三个之一缠绕在器官的周围，像一个“荆棘的冠冕”，Koch说。他从未见过神经元延伸到大脑区域。小鼠身体包含其他长的神经元，例如腿部的神经突起和来自脑干的神经元，其穿过大脑释放信号分子。但这些claustrum神经元似乎连接到大多数或所有的大脑的外部部分，采取感觉信息和驱动行为。

Koch认为这是证据表明，claustrum可以协调输入和输出跨大脑创造意识。脑扫描已经表明，人类腹膜是脑2的最密集连接的区域之一，但是这些图像不显示单个神经元的路径。

Claustrum是一个很好的脑区域，在这里测试新技术，因为它已经在小鼠中广泛研究，仅由几种细胞类型，宾夕法尼亚大学费城的药理学家詹姆斯Eberwine说。  

库存
“这是相当令人钦佩的，”纽约哥伦比亚大学神经生物学家拉斐尔·尤斯特说，这种方法。他不认为围绕大脑的神经元的存在最终证明了claustrum涉及意识。但他说，该技术将有助于识别大脑中的不同细胞类型的普查工作，许多人认为这对于了解器官如何运作至关重要。“这就像试图破译语言，如果我们不明白字母表是什么，”他说。

Yuste和Eberwine希望看到与这些神经元中表达的基因的分析相比较的单个神经元的3D重建。这可以提供关于每个小区的类型和功能的线索。

Koch 计划继续映射从claustrum发出的神经元，虽然技术太昂贵，不能用于大规模重建所有这些神经元。他想知道所有的区域的神经元是否延伸到整个大脑，或者每个神经元是否是唯一的，投影到一个稍微不同的区域。

性质 doi：10.1038 / nature.2017.21539
参考文献

Crick，FC＆ Koch，C. Phil。Trans。R. Lond。B Biol。Sci。 360， 1271年 - 1279年（ 2005年）。
文章
Torgerson，CMet al。哼。脑Mapp。 36， 827 - 838（ 2015年）。
文章PubMed
相关故事和链接

http://www.nature.com/news/a-gia ... mouse-brain-1.21539