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大腦3D圖譜揭示神經(jīng)細胞“芳容”

  • 發(fā)布時間：2015-08-06 01:30:41  來源：科技日報  作者：佚名  責任編輯：羅伯特

　　科技日報北京8月5日電 （記者劉霞）美國科學家已繪制出一幅超精細的老鼠大腦的3D圖譜。該圖譜由一系列高清圖像拼接而成，單個神經(jīng)細胞在納米尺度下的特征清晰可見，且清晰度前所未有?？茖W家們希望借助這一圖譜發(fā)現(xiàn)大腦細胞之間非同尋常的關聯(lián)，并最終厘清躁郁癥和抑郁癥等神經(jīng)疾病的發(fā)病機理。

　　新的研究顛覆了一個存在很久的假設，即所謂的“彼得規(guī)則”——如果兩個神經(jīng)細胞彼此接近，那么它們很可能會形成突觸，相互溝通。這個假設似乎合乎邏輯，但該研究的主要負責人、波士頓大學醫(yī)學院助理教授納拉亞南·卡斯瑟里表示，它其實是假的，至少在小鼠大腦的某個特定區(qū)域（一塊從胡須接受感官信息的皮層）內是這樣的。

　　卡斯瑟里說：“大腦的復雜性遠遠超出我們的想象……兩個神經(jīng)元呆在一起很多時間并不意味著它們建立了連接，成年哺乳動物大腦內這個區(qū)域就是如此，而在大腦的其他部位、嬰兒的大腦內，每個神經(jīng)細胞或許會與其鄰居相連。因此，我們也需要對其他大腦進行成像，從而弄清楚這一點?！?/p>

　　在這項研究中，科學家們使用了最新的成像系統(tǒng)包括硬件和軟件，對數(shù)據(jù)進行分析。硬件名為“自動化磁帶收集超薄切片機（ATUM）”，由卡斯瑟里和哈佛大學的研究人員研制而成，已經(jīng)取得了專利。它使用鉆石刀將已染色并增塑的腦組織樣品，切割成30納米厚的切片，然后用電子顯微鏡收集和拍攝樣品。名為“VAST”的軟件程序則對數(shù)據(jù)進行分析，制造出在神經(jīng)細胞單個突觸尺度上的彩色圖像。軟件由該研究的合作者、哈佛大學的丹尼爾·伯格同麻省理工學院的科學家聯(lián)合研制而成。

　　就目前而言，這項新技術的成本很高，對數(shù)據(jù)存儲的要求也很高，但研究人員希望能像基因測序技術一樣，不斷降低其成本，該研究結果發(fā)表在最新一期的《細胞》雜志上。

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