Древо жизни описывает эволюцию жизни и пытается определить отношения между видами. Точно так же дерево типов клеток направлено на организацию клеток мозга в группы и описание их взаимоотношений друг с другом.
Ученые давно размышляли о том, как выглядит дерево типов клеток мозга . Теперь международное сотрудничество во главе с доктором Андреасом Толиасом из медицинского колледжа Бейлора, доктором Филиппом Беренсом из Тюбингенского университета в Германии и доктором Рикардом Сандбергом из Каролинского института в Стокгольме, Швеция, опубликовало статью в журнале Nature, которая обеспечивает одна из наиболее подробных и полных характеристик разнообразия нейронных типов мозга на сегодняшний день.
Раскрытие формы дерева типов корковых клеток с помощью Patch-seq
Нейробиологи обычно используют три фундаментальных признака для описания нейронов : их анатомию или то, как они выглядят под микроскопом; их физиология или то, как они реагируют на стимуляцию; и, совсем недавно, гены, которые они экспрессируют, которые известны как их транскриптом.
Для этого исследования группа исследователей использовала экспериментально сложную технику, разработанную ими несколько лет назад, под названием Patch-seq. Этот метод позволил им собрать большую мультимодальную базу данных, включающую генетическую, анатомическую и физиологическую информацию из отдельных клеток моторной коры мышей.
«Сбор всех этих трех фундаментальных характеристик из одного и того же набора нейронов был ключом, который позволил нам получить гораздо более глубокое понимание того, как нейроны моторной коры связаны друг с другом, и более четкое представление о том, как выглядит дерево типов клеток. , — сказал соавтор, доктор Федерико Скала, научный сотрудник лаборатории Толиаса в Бейлоре.
Доктор Дмитрий Кобак, также соавтор и научный сотрудник лаборатории Беренса, описал, что, хотя широкие генетические семейства нейронов обладают различными анатомическими и физиологическими свойствами, внутри каждой семьи нейроны демонстрируют обширное анатомическое и физиологическое разнообразие. Важно отметить, что все три основные нейронные характеристики (анатомия, физиология и транскриптом) были коррелированы, что позволило команде найти интересные связи между ними.
«Наши данные подтверждают мнение о том, что дерево типов корковых клеток может больше походить на банановое дерево с несколькими большими листьями, чем на оливковое дерево с множеством маленьких. Это представление обеспечивает более простую модель для описания разнообразия нейронов, которые мы находим в Мы считаем, что этот более простой взгляд приведет к более принципиальному пониманию того, почему у нас есть так много типов клеток в мозгу и для чего они используются », — сказал Толиас, заведующий кафедрой нейробиологии Фонда Брауна и директор Центр неврологии и искусственного интеллекта в Бейлоре.
В этой метафоре нейроны следуют иерархии, состоящей из отдельных, неперекрывающихся ветвей на уровне семей, больших листьев бананового дерева. Внутри каждой семьи нейроны демонстрируют непрерывные изменения в своих генетических, анатомических и физиологических особенностях, и все три особенности в пределах одной семьи коррелируют. Параллельно с этим в работе, опубликованной одновременно в Cell , ученые из Института мозговых наук Аллена в Сиэтле получили очень похожие результаты на зрительной коре головного мозга мыши, подчеркивая, что такое представление о типах клеток может быть общим принципом построения цепей мозга.
Загрузка...
