2022年5月2日功能
重建小鼠前额叶皮层超过6000个投射神经元的轴突
前额叶皮层(PFC)是覆盖哺乳动物大脑额叶的大脑皮层的一部分，与复杂行为的心理规划、决策和社会行为的调节有关。研究表明，PFC也是整合和调节大脑不同部分活动的“中心”。
虽然世界各地的许多神经科学家已经研究了大脑的这一区域及其功能，但对PFC神经元轴突投射的组织仍然知之甚少。这些投射的组织被认为与PFC控制和调节各种大脑区域的能力密切相关。
中国科学院和中国其他研究所的研究人员最近使用他们发明的追踪技术重建了小鼠pfc中6357个投影神经元的轴突自然神经科学，提供了新的见解，可以提高目前对这一重要大脑区域的理解。
Le Gao和他的同事在他们的论文中写道:“四个已知的主要皮质-皮层亚网络中的每一个都被一组不同的PFC亚型所靶向，这些PFC亚型由它们的一级轴突附属物定义。”“进一步的分析揭示了PFC内体细胞分布的地形规则，一阶侧支点依赖的目标选择和末端乔木分布依赖的目标细分。”
为了重建小鼠PFC中的轴突，高和他的同事使用了他们开发的“快速神经突示踪器”(FNT)工具。FNT是一种在三维图形界面中进行半自动追踪，重建整个大脑神经元和轴突组织的软件。
研究人员使用FNT分析了161只老鼠的大脑图像，这些图像是用荧光显微切片断层扫描捕捉到的。这使他们能够重建分散在整个小鼠PFC中的6357个投射神经元的轴突形态。
研究人员在他们的论文中写道:“我们对轴突投射的全面分析揭示了投射体内PFC投射神经元的64种亚型，它们在PFC中躯体分布的组织规则，以及它们皮层和皮层下投射的模式。”“此外，这项研究还揭示了轴突突出的每一层的细粒地形，包括初级轴突、轴突侧支和末端乔木。”
基于他们的发现，高和他的同事们能够以很高的精度确定PFC子区域的组织等级顺序。这让他们得出了PFC如何整合的假设感觉信息并调节大脑其他区域的活动。
研究人员在他们的论文中解释说:“当将这种单神经元投影组与单细胞转录组分析相结合时，我们发现PFC中的每个转录组亚型都可以对应于不同PFC子区域中发现的多个投影组亚型，这说明了单神经元投影组分析对神经元亚型分类的重要性。”
高和他的同事们最近进行的这项研究可能会对哺乳动物pfc中神经元轴突投射的组织结构有更多的了解。此外，他们的工作强调了单神经元投射体重建技术的前景，例如研究人员开发的技术。
新的研究可能试图确定，研究人员揭示的支撑PFC中投射神经元组织的原理是否也可以推广到大脑的其他部分。此外，他们开发的FNT工具也可以用于分析大脑的其他区域。
“将我们的方法应用于小鼠甚至灵长类动物的其他大脑区域，无疑也将对我们理解大脑的结构神经线路产生革命性的影响大脑这支撑了不同的神经功能，”研究人员在他们的论文中说。
在未来的研究中，高和他的同事们希望提高他们开发的神经突追踪平台的效率，或者开发一种基于人工智能的类似工具。这可能会导致更精确的神经映射和重建。
进一步探索
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