对于大脑中的神经元来说,身份可以用来预测位置
![Scientists at Cold Spring Harbor Laboratory have developed a new mathematical model that makes predictions about where different types are neurons are located throughout the brain. Here are 'heat maps' of the brain, made using the mathematical model to predict the distribution of different neurons. Each line across represents one neuronal type, and different sections of the brain are shown in each column. Color indicates the likelihood of a particular neuronal type appearing in that area of the brain (white is most likely and black is least). Credit: Partha Mitra, Cold Spring Harbor Laboratory 对于大脑中的神经元来说,身份可以用来预测位置](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2014/forneuronsin.png)
在世界各地,有许多不同类型的人,他们的身份可以告诉很多关于他们住在哪里。他们的工作类型,他们开的车,他们吃的食物都可以用来预测一个人居住的国家,州,甚至是城市。
大脑也不例外。神经元有很多种类型,很大程度上取决于它们使用的基因模式,它们“生活”在许多不同的大脑区域。但是研究人员还没有对这些神经元类型以及它们在大脑中的分布有一个全面的了解。今天,由Partha Mitra教授领导的冷泉港实验室(CSHL)的一个科学家团队描述了一种新的数学模型它结合了大量的数据集,根据不同类型的细胞的分子特性来预测它们在大脑中的位置。
位于西雅图的艾伦脑科学研究所(Allen Institute for Brain Science)的科学家们正在使用显微镜直接观察基因活动,一次一个,在极其薄的切片上老鼠大脑组织。这种方法产生的大脑地图被统称为“艾伦老鼠大脑图谱”。每一幅地图都显示了单个基因在大脑中表达的位置。当多重图谱叠加时,模式就开始显现,显示大脑的不同区域如何激活特定的、通常是离散的基因互补。这些模式被称为“共同表达”概要文件。
在其他地方,其他研究小组采取了一种互补的方法,从大脑中获取单一类型的神经元,并对该细胞表达的所有基因进行分析。但是这些数据缺乏由艾伦大脑研究所组装的地图集的空间成分。
Mitra和博士后Pascal Grange博士开始整合这两种数据集。他们设计了一个数学模型。“我们的模型很简单,”Mitra说,“但它具有预测能力。如果基因表达谱测量一种神经元类型,然后该模型预测这种神经元在大脑的哪个部位可以找到。”
根据Grange的说法,新模型的意义在于,“它使我们现在能够从生物学角度理解老鼠大脑的艾伦基因表达图谱,即共同表达谱。”
随着科学家们继续为神经元生成更大的基因激活数据集,这个模型将使他们能够绘制出越来越精确的神经元分布图大脑。最终的目标是更好地理解不同类型神经元之间的信号如何控制记忆和认知。
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