一种新的大脑如何有线的高分辨率地图

艾伦研究所(Allen Institute)的研究人员在绘制大脑中数百万条神经高速公路和连接的探索中取得了重大进展，揭示了一幅新的高分辨率老鼠大脑连接图。他们的研究发表在今天的杂志上自然，追查大脑地区之间的数千个连接，为研究人员奠定了基础，以更好地了解脑电路如何在疾病和疾病等疾病和精神分裂症中的障碍。

由大约一千个新实验产生的公共数据集代表了一个最详细的连接地图哺乳动物脑迄今为止，哺乳动物的最外壳和皮质之间追踪神经布线和之间的神经布线脑这负责更高级别的功能，如内存，决策，以及在我们周围的世界中了解世界。

通过数据来筛选，研究人员在包括这两个结构的不同区域中的布线中发现了一个底层的“org图表”，显示了与使我们的大脑蜱的基础的连接的定义顺序。

“这些联系是神经元彼此通信的主要方式。大脑中的精心和复杂的网络，他们的不同途径和子系统，处理我们所看到的一切，我们的运动，记忆和感受，”洪库曾，博士说，Allen脑科学研究所的结构性科学技术董事，艾伦研究所，研究所的高级作者。“了解大脑的连接是理解大脑如何运作的基础。”

大脑的测量员

该研究描述了艾伦小鼠脑连接的高分辨率扩展，是一种可公开的资源，该资源捕获鼠标的大规模布线图，其“Connectome”的介质（或Mesoscale）的分辨率水平。该数据集的原始迭代，首先在2014年首次亮相，捕获了联系大脑区域。研究人员在哺乳动物大脑如何有线上获得更详细的观点，研究人员在覆盖了大脑的两个主要部分的神经元之间的联系，皮质和丘脑。该团队的实验依赖于追踪神经元路径的特殊修饰的病毒，以发光的颜色照亮大脑的信息路线。

如果第一次迭代捕获了大脑的过境系统中的铁路轨道等同，则这种新的扩展将特定路由从一个点到另一个点到红色线和蓝线的神经版本增加。新收购的数据集在丘脑和皮质之间的神经元之间捕获了连接，使用特殊标签来升高五种不同的神经元，居住不同层的皮质。小鼠脑具有大约8500万神经元，使大约1000亿个连接或突触。没有人尚未映射哺乳动物大脑的完整突触y突触结合，但捕获不同类别的细胞所做的连接允许研究人员揭示有关如何组织接线图的新信息。

“这是另一个地标，来自血脑科学研究所的另一个地标，巡回演出研究，这些研究所在鼠标中讨论了脑组织的基本问题，”校友校友校友诺德·斯坦斯大学学校神经科学教授圣路易斯医学与大脑科学研究所的科学顾问。“该团队已获得，分析，并自由共享大量的高质量解剖连接数据，从而为任何哺乳动物大脑接线的日期提供最广泛的”中学结合物“的描述。”

在阿尔茨海默病，帕金森和其他几种脑病和疾病中，已经看到脑连接的改变。朱莉·哈里斯，博士，博物馆，博士，艾伦大脑科学研究所的神经衰老副主任，他领导了连接性研究，现在正在努力探索阿尔茨海默氏症鼠标模型中的类似连接地图，以更好地了解接线图的方式- 它的潜在组织 - 可能会改变这种普遍的痴呆形式。

在大脑的连接中寻找逻辑

“从这些数据中得出的是一团混乱的联系，乍一看，似乎每件事都与每件事有关，”哈里斯说自然文章与斯特凡·米哈拉斯，博士，博士学位大脑科学研究所的助理调查员。“我们的大问题是，你如何理解这些模式？它是否有任何逻辑？”

研究人员使用计算方法发现，大脑皮层和丘脑的不同部位可以被映射成一个层次结构，很像公司的组织结构图。大脑皮层的底层是专门负责通过感官收集信息的部分，比如视觉和嗅觉，而处理更复杂输入信息的区域——比如唤起熟悉气味引发的记忆——位于顶层。连接在大脑的组织结构图上上下流动，但是向上流动的连接和向下流动的连接是不同的。他们还发现，并非所有的联系都尊重这些等级法则。有迹象表明，人类皮层使用同样的组织系统，范·埃森(Van Essen)之前的一项研究显示，灵长类动物大脑的视觉区域也有类似的层次结构。

这不是一个简单的层次结构，就像一个单向的上升步骤序列。有很多连接并不遵循严格的等级规则。但这告诉了我们哺乳动物大脑这些部分可能的信息流，”艾伦脑科学研究所首席科学家、院长、该研究的合著者之一克里斯托弗·科赫博士说。“下一步将直接观察神经元如何通过电活动传递信息，以确认这种模式的重要性。”

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