研究人员在cedars - sinai创造了电脑模型之间的桥梁“试管”数据对神经细胞,这些细胞的功能在大脑生活。他们的研究发表在自然通讯,可以帮助治疗神经系统疾病和疾病的发展这一目标特定的神经元类型根据他们的角色。
“这项工作让我们开始观察大脑的复杂的机器,而不是作为一个同质的组织,”说科斯塔斯Anastassiou博士研究科学家在《神经学部门,神经外科和生物医学科学在cedars - sinai和这项研究的资深作者。“一旦我们能够区分不同的细胞类型,而不是说整个大脑疾病,我们可以问哪些神经元类型疾病和治疗适应那些神经元的影响。”
神经元的主要功能单元大脑。信号通过这些细胞,脑电波的形式,产生所有的思想,感觉,运动,记忆和情感。
该研究使用的数据从实验室小鼠建立新方法研究神经元类型和功能之间的关系,并集中在老鼠的初级视觉皮层,接收和处理视觉信息。这是大脑的研究部分之一——无论是在体外,在组织研究了一道菜或试管生物外,和体内研究了活着的动物。
研究人员的目标是连接两个世界。
“基于体外基因组成和物理结构的研究,我们了解各种类的神经元是什么样子,但不是活体大脑的功能,“Anastassiou说。“当我们大脑细胞体内的活动记录,我们可以看到哪些神经元响应和它们的功能是什么,而不是哪些类神经元。”
链接形式,功能,研究人员第一次使用体外信息来创建各种类型的神经元的计算模型,模拟信号模式。
他们接下来利用最新技术在单神经元记录观察大脑活动的实验室老鼠,老鼠暴露在不同的视觉刺激。基于信号的形状或神经元的“峰值”针对视觉输入,调查人员将记录细胞分成六组。
体内“一旦我们有我们的模型和数据,计算模型的基本问题是最相似的形状和波形信号产生的每个六体内集群识别,反之亦然,”Anastassiou说。体内的“不是所有集群和模型完全匹配,但一些。”
更多的数据,可能实验中更加复杂的视觉刺激,可能需要匹配所有的计算模型和细胞集群,Anastassiou说,未来的研究将致力于完善方法建立在当前。
“有丰富的细胞类型的身份信息在人类的大脑,而不是关于这些细胞类型的角色在认知功能和它们是如何影响的疾病,“Anastassiou说。“现在有一个窗口,通过它我们可以看看这些东西,问这些问题。很明显,我们有很长的路要走,但我们兴奋接下来的步骤在这个旅程。”
最终目标是为发现改变患者的生活。
“我们的研究科学家们不断努力扩大我们的知识的人类大脑的运作最详细的水平,”说基思·l·黑神经外科系的主席和露丝和劳伦斯·哈维在神经科学在cedars - sinai椅子。“把每个神经元的特定类型和功能可能有一天会发现大脑疾病和挽救生命的治疗神经系统疾病。”
