Studie zeigt, dass, wenn es um Gehirn-Konnektivität, die Zelle, die Lage am meisten zählt

An der University of California, Irvine-geführte Studie zeigt, dass die Konnektivität im Gehirn offenbar weitgehend bestimmt durch die räumliche Architektur eher als Zelltyp-spezifische Hinweise. Die Studie wurde veröffentlicht in diesem Monat in Cell Reports.

Um zu verstehen, wie das Gehirn funktioniert, die aktuelle neurowissenschaftliche Forschung hat sich auf die Kartierung der connectome, um zu bestimmen, wie das Gehirn aufgebaut ist und wie es verdrahtet ist. Viel Forschung wurde getan, um die anzeigen der Ausgänge von definierten neuronalen Populationen und zu identifizieren, was kontrolliert Sie. Forscher in dieser Studie verwendet eine virale-gestützte Methode für die Zuordnung der direkten Eingänge auf bestimmten neuronalen Populationen im Gehirn zu vergleichen, die Eingänge zu vermischte zellpopulationen mit unterschiedlichen Verhaltens-Funktionen.

Angeführt von Kevin Beier, Ph. D., assistant professor in der Abteilung für Physiologie & Biophysik an der UCI School of Medicine, die Forscher zugeordnete Eingänge zur ventralen Tegmentum Dopamin (VTA) Neuronen und eine strenge Analyse der neuronalen Konnektivität dieser region. Die Zellen in der VTA sind verantwortlich für eine Vielzahl von normalen Verhaltensweisen, wie Belohnung und Abneigung, als auch pathologische Verhaltensweisen wie Drogensucht und Depressionen. Aufbauend auf beiers früheren arbeiten veröffentlicht, im Jahr 2015, das team konstruiert eine umfassende, high-resolution input-output-Karte der VTA durch die Standardisierung virale Reagenzien-und tracing-Eingänge einzigartigen VTA Zelltypen, definiert sowohl durch die neurotransmitter, die Sie veröffentlicht und spezifischen Ziele Projektion.

„Früher haben wir einen viral-genetische Methode zur Ermittlung der Faktoren, die Einfluss auf die Konnektivität auf verschiedenen zellpopulationen in der VTA“, sagte Beier. „Im Gegensatz zu den meisten Studien, die auf bestimmte verbindungen von mustern, wir fanden, dass alle der VTA-Populationen, untersuchten wir hatten sehr ähnliche Eingänge. Außerdem, die neurotransmitter, freigesetzt, die durch die Neuronen, die wir untersucht haben—Dopamin, GABA oder Glutamat—offenbar wenig Einfluss auf die input-Muster.“

Wie die Forscher fand wenig Beweise für die Zelltyp-spezifische verbindungen, die Ihre Ergebnisse unterstützen einen eher zufälligen verbindungen-Logik, wo-Eingänge verbinden semi-zufällig in Regionen, auf die die Neuronen Projekt.

„Interessanterweise fanden wir, dass die öffentlich verfügbaren Ausgabe-Karten verwendet werden könnten, zu „prognostizieren“ unsere Ergebnisse. Nur zu wissen, wo Axone von der input-Neuronen projizierten war genug, um vorherzusagen, Unterschiede in der Konnektivität zu verschiedenen Zelltypen,“ Beier erklärte. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Forscher in der Lage sein kann zum generieren von globalen“ pseudo-input-Karten, welche früher dauerte es Jahre, um zu generieren und zu analysieren, einfach durch Verwendung von öffentlich verfügbaren Ressourcen, die abgebaut werden können, innerhalb von Minuten.“