BARseq构建一个更好的大脑地图

冷泉港实验室教授安东尼•Zador采取了下一步在他寻求解决大脑是如何连接。

Zador,神经科学家的实验室研究如何大脑电路的调节和控制复杂的行为,制定了大约10年前映射大脑功能的三大支柱:连接,基因表达和生理活动。因为技术不存在有效地做到这一点,他的团队MAPseq开发,技术用于映射不同的大脑细胞的连接和更好地了解它们如何相互作用。多年来,Zador和他的实验室继续提高技术。

在一项研究发表在最新一期的细胞Zador的实验室,由陈Xiaoyin,博士后和第一作者,介绍BARseq, MAPseq的下一代。这项新技术可以用来扩大大脑地图通过准确地确定一个神经元的位置。这不仅允许BARseq决定一种神经元的连接,而且其基因表达模式及其生理活动,两块拼图MAPseq无法处理。

“大脑是一个电路。这是一个群神经元连接到另一个,”Zador说。“为了使神经科学的进展,我们需要能够理解这些神经元彼此连接,最好能够与他们神经功能的其他方面,如基因表达和神经活动。”

BARseq旨在帮助研究人员接近这一目标。MAPseq它是基于相同的概念,和几个重要的升级。

研究人员使用MAPseq标记每个神经元与一个独特的基因序列组成的条形码。通过遵循这些标签在整个大脑,他们看到神经元可以发送消息,然后映射路径大脑的不同区域之间的这些信号形式。这就是所谓的大脑连通性。

MAPseq的问题是,标记神经的大脑细胞的过程必须混合在一起,然后分开tagged-resulted在可怜的空间分辨率。模糊映射产生的过程,研究人员很难看到一个神经元是如何连接到一个特定的支柱,如基因表达。低分辨率也阻止研究者确定大脑神经元位于哪里。

BARseq解决这个问题通过允许研究人员标签和序列神经元原位,或对大脑的原始形式和位置。“基本上,你可以清楚地看到神经元在哪里当我们序列条形码,”陈先生说。

该团队使用BARseq映射3579个神经元的连接在老鼠大脑的听觉皮层。匹配连接模式基因表达允许科学家描述不同的细胞类型和定义他们大脑的特定功能。它可以被证明是一个有价值的工具为研究神经回路是如何形成的。

“如果我们能有一个完整的接线图,一张地图,将提供一个基础的理解认为,意识、决策以及出错的神经精神障碍像孤独症、精神分裂症、抑郁症,强迫症,”Zador说。

BARseq,像它的前身,是更昂贵,劳动密集型和耗时比当前映射技术。他的实验室用它来映射到每个动物数以万计的神经元在几周内以较低的成本。

这个团队现在正精炼BARseq突触分辨率可以达到甚至更清晰、更准确的映射。虽然BARseq可以确切地知道一个神经连接开始,它只能提供一个估计的目的。

“现在,我可以告诉你一个神经元发送它的轴突,但我不能告诉你哪些神经元形成突触,“Zador说。“我们仍然没有足够的空间分辨率的目的地。但是我们工作。”

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