对皮层细胞活动的更深入了解

对皮层细胞活动的更深入了解
左侧是整个哺乳动物大脑的横切面图像,显示了两个大脑半球(纯白色轮廓)以及覆盖在上面的大脑皮层,它由许多层组成(I-VI)。右半球是脑细胞,神经元,用基因编码的荧光标记,通过亮度的快速变化反馈细胞活动。这张图像取自于尸检后的大脑切片,可以看到皮层的下限(白色虚线)。右边,这张图片显示了同样的深层V脑细胞(红框)用基因编码的荧光标记标记,但实际上是用活体动物的非侵入性成像使用了改进的多光子显微镜,或RAMM方法。这使科学家能够研究清醒行为动物皮层深处神经元种群的活动,并将导致对皮层网络如何执行计算的更深层次的理解。资料来源:沃尔夫冈·米特曼,杰森·克尔/马克斯·普朗克生物控制论研究所

我们周围的视觉和触觉物体通过大脑皮层神经元的复杂互动转化为感知。决策和物体感知过程中神经元活动的空间和时间组织原理尚未完全了解。马克斯·普朗克生物控制学研究所的杰森·克尔(Jason Kerr)在Tübingen上与海德堡马克斯·普朗克医学研究所的温弗里德·登克(Winfried Denk)合作,现在研究了不同的感觉是如何通过测量皮层深处神经元种群的活动来表现的。ob欧宝直播nba科学家们开发了一种方法,利用这种方法,他们可以研究啮齿类动物皮层某些最深层的神经元活动,这是迄今为止不可能实现的。

大脑大脑皮层是哺乳动物大脑最外层的神经组织。它在记忆、知觉和意识中起着关键作用。它接收并处理来自视觉、触觉或嗅觉等感官的信息。这些过程的基本原理还没有被完全理解。马克斯·普朗克研究所网络成像小组的研究小组组长杰森·克尔说在Tübingen和他来自同一研究所的同事Wolfgang Mittmann, Damian Wallace和Uwe Czubayko成功地想象同时从许多神经元中获得了单细胞的分辨率,比以前获得的深度多一倍。从部门会同温弗利德克生物医学光学在海德堡的马克斯·普朗克医学研究所和霍华德休斯医学研究所的科学家们,维吉尼亚他们研究神经细胞活性层L5b在成年人的啮齿动物,,作为一个输出层的皮质,ob欧宝直播nba它离皮质端也只有一层。

直到现在。大多数影像学研究局限于皮层的上三分之一,即所谓的L2和L3层。更深层次的研究只能通过电极或使用光纤或棱镜损伤皮质来进行。现在,马克斯·普朗克的科学家们进一步开发了一种方法,通过这种方法,他们可以准确地看到在距离皮层表面一毫米的刺激下,哪些细胞是活跃的,更重要的是,哪些细胞不活跃。这使得科学家能够测量这些深层活动的时空组织。

对皮层细胞活动的更深入了解
这幅图像显示了同样的深层V脑细胞(红框),用基因编码的荧光标记标记,但实际上是使用改进的多光子显微镜或RAMM方法,从活体动物非侵入性成像。这使科学家能够研究清醒行为动物皮层深处神经元种群的活动,并将导致对皮层网络如何执行计算的更深层次的理解。资料来源:W. Mittmann, J. Kerr / MIP生物控制论

“我们在感兴趣的神经元中表达一种基因编码的荧光活性报告,这样我们就可以同时测量许多神经元的活性,”杰森·克尔解释说。荧光标记物亮度的变化与神经元的活动有关。利用新的多光子成像技术,可以在体内同时记录皮层深层多个神经元种群的活动。Jason Kerr和他的团队将再生放大多光子显微镜(RAMM)与一般编码的钙指示物结合起来,将神经元种群活动的多光子成像延伸到皮层的更深层次。他们发现,使用这种方法,可以用来记录和量化动物的自发和活动,这些活动是通过感官刺激引起的,比如触须或L5a和L5b层神经元群的自然电影。

他们研究的目的是记录动物种群的活动位于所有皮质层,从第六层到第一层。结合基因编码的活动指标,研究小组计划研究所有皮层神经元活动的时空组织。此外,他们还想解决以下问题:在学习过程中,更深的皮层层是否也表现出类似于上层皮层层的时空重组。随着这些技术的进步,科学家们的目标是深入了解参与的大脑皮层回路在清醒的行为皮层,以及这些回路在学习过程中是如何被功能改变的。


进一步探索

皮考尔研究发现视觉皮层有意想不到的活动

更多信息:Wolfgang Mittmann, Damian J Wallace, Uwe Czubayko, Jan T Herb, Andreas T Schaefer, Loren L Looger, Winfried Denk和Jason N D Kerr。(2011)体内L5体感神经元诱发活动的双光子钙成像。自然神经科学 doi: 10.1038 / nn.2879
引用:对皮层细胞活动的更深入了解(2011年7月12日),2021年5月4日从//www.puressens.com/news/2011-07-deeper-insight-cortical-cells.html获得
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