解开大脑回路布线规则

我们的大脑含有数十亿的神经元联系通过数以万亿计的突触连接,虽然理清这个布线看似不可能完成的任务,一个研究小组从贝勒医学院的接下了这个任务。布线的破译工作人员老鼠大脑皮层,大脑的外层部分被认为是负责认知和感知。

他们希望这个复杂的布线可以分解为一组规则皮层网络的组装。他们的发现,这在当前版本的出现科学显示,当地的基本连接的电路大脑皮层确实可以捕获使用回收的几条连接规则在大脑皮层的层。

“据我们所知这是有史以来最全面的研究试图制定规范成熟的大脑皮层的线路图,“枭龙江博士说,贝勒医学院神经科学助理教授和这项研究的第一作者。“我们能够决定细胞类型在大脑皮层和创建一个本地电路接线图。”

使用先进的组织切片的方法和一种新的协议来恢复神经元的形态学,江,在安德烈亚斯Tolias实验室贝勒,和他的同事们发现了15种抑制性神经元(大脑中的神经元,抑制电子发射电路)。使用同步多个全细胞记录他们还他们的电生理学特征映射属性和它们之间的连接图,以及他们如何与附近的兴奋性神经元。

“我们测试了超过11000对神经元形态学分类之间的联系,发现三个一般原则管理它们之间的连接,”江说。

首先,有两种类型的神经元,抑制本地网络中的所有其他类型的神经元——主监管机构。第二,某些类型的抑制性神经元连接非常有选择性地关闭一些类型和中间神经元特别是不与兴奋性细胞。第三个原则涉及许多抑制性神经元类型优先抑制自己的类型也与兴奋神经元。

“我们发现,这些原则可以看到大脑皮层的不同层之间传递,”安德烈亚斯Tolias博士说,神经科学副教授贝勒和这项研究的主要作者。

“我们发现复杂的大脑皮层连接可以分为少量的布线规则可能提供至关重要的垫脚石,导致突破发现规范化算法(s)由当地皮质电路实现(皮质列)和帮助最终理解大脑是如何计算的。”

此外,研究人员希望,鉴于许多自闭症谱系障碍和癫痫等神经精神疾病可能与特定的程控线路异常,他们所提供的详细的皮质电路连接图可以作为一个强大的蓝图来确定具体的电路问题疾病的动物模型。他们希望这种方法将提供一个前进道路开发更多特异性干预措施对这些毁灭性的疾病。

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