Версия для слабовидящих
Нейробиологи создали подробную цифровую карту крошечного участка мозга мыши Печать Email
Новости науки
01.08.2015

Инновационная передовая технология под названием BACT позволяет автоматически помечать отдельные нейроны, глиальные клетки и кровеносные сосуды, а также более мелкие структуры вроде дендритов и митохондрий. С её помощью группа исследователей во главе с клеточным биологом Джеффом Лихтманом (Jeff Lichtman) из Гарвардского университета проанализировала содержание трёх цилиндрических фрагментов тканей головного мозга мыши, каждый из которых по размеру не превышал кристаллика столовой соли. Исходя из полученной информации, они создали трёхмерную цифровую карту — первую полную реконструкцию участков ткани из коры головного мозга млекопитающих, а также перечень 1700 синапсов.

Ранее команда Лихтмана уже создавала цифровую реконструкцию кубического миллиметра неокортекса, или, как его ещё называют, новой коры грызунов. Нынешняя же работа же является более масштабной.

Файл загружен. Размер: 221811 байт

Кора головного мозга особенно интересна неврологам, поскольку в организме человека она значительно крупнее, чем у других млекопитающих. Как и функции других областей мозга, функция неокортекса определяется тем, как отдельные нейроны соединены друг с другом через синапсы. Эти крошечные структуры, разглядеть которые можно лишь через электронный микроскоп, позволяют проходить химическим и электрическим сигналам между клетками, а также обеспечивают адаптацию животного к окружающей среде.

Реконструкция фрагментов неокортекса на этом уровне детализации потребовала нескольких шагов. Для начала с помощью алмазного диска нарезается несколько тысяч слоёв соматосенсорной коры мозга мыши. Затем срезы изучаются с помощью очень мощного сканирующего электронного микроскопа, который способен захватить даже мельчайшие пузырьки, содержащие химические сигнальные молекулы – нейромедиаторы.

Для реконструкции крошечного фрагмента ткани команда при самом высоком разрешении изучала соединения между дендритами и соседними нейронами. Исследователи калибровали соответствующие цифровые изображения так, чтобы части каждой клетки в каждом срезе совпадали с их позицией в соседних слоях. Для этого была разработана специальная компьютерная программа, которая присваивает каждой клетке определённый цвет и отслеживает её местоположение (либо при участии исследователей, либо автоматически).

Файл загружен. Размер: 179661 байт

Фрагмент ткани был слишком тонким, чтобы вместить в себя всю клетку, но при этом достаточно большим, чтобы содержать фрагменты более 1600 нейронов и других клеток головного мозга (по меньшей мере шести различных типов), а также около 1700 синапсов.

Одной из особенностей, выявленных в ходе реконструкции, стал тот факт, что один нейрон не образует синапсы с другим нейроном лишь потому, что они оказываются физически близки друг к другу — ранее многие нейробиологи именно так и думали. Оказалось, что у клеток есть конкретные "предпочтения", когда дело касается соседей. Это уже наблюдалось в сетчатке, более простой части мозга, а также в гиппокампе, эволюционно старой области. Ответ на то, что именно отвечает за такого рода "предпочтения", может быть найден благодаря дальнейшим исследованиям по выявлению молекулярных компонентов каждого синапса.

В настоящий момент исследователи реконструировали всего 1500 кубических микрометров ткани, то есть им ещё далеко до создания карты всех 100 миллиардов клеток, составляющих человеческий мозг. Однако учёные считают, что существующие технологии позволят сделать это уже в следующем десятилетии. Так, в ближайших планах команды — реконструкция небольшого участка человеческого мозга. Нынешнюю реконструкцию команда Лихтмана разместила в открытом доступе в журнале Cell.

Источник - http://www.vesti.ru/doc.html?id=2647639

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта