研究人員開(kāi)發(fā)了一種可以對(duì)大腦中的每一個(gè)細(xì)胞制表和描述的技術(shù)
通過(guò)結(jié)合非侵入性成像技術(shù),研究人員已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)人類(lèi)大腦區(qū)域(布羅卡區(qū))的全面細(xì)胞圖譜。
麻省總醫(yī)院
10月12日消息
大腦由許多類(lèi)型的細(xì)胞組成,這些細(xì)胞被組織成不同的結(jié)構(gòu)和區(qū)域。
雖然在構(gòu)建人腦模型方面已經(jīng)取得了一些重要的進(jìn)展,但這些進(jìn)展并沒(méi)有產(chǎn)生構(gòu)建精確和詳細(xì)模型所需的細(xì)胞結(jié)構(gòu)的不失真的 3D 圖像。
布羅卡區(qū)
在近日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)雜志上的一項(xiàng)新研究中,麻省總醫(yī)院(Massachusetts General Hospital,MGH)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)克服了這一挑戰(zhàn),為科學(xué)家和臨床醫(yī)生提供了人類(lèi)大腦中被稱為布羅卡區(qū)(Broca’s area)的全面細(xì)胞圖譜,其詳細(xì)的分辨率用于研究大腦功能和健康。
研究于2023年10月12日發(fā)表在《Science Advances》(最新影響因子:13.6)雜志上
通過(guò)結(jié)合不同的復(fù)雜成像技術(shù),包括磁共振成像、光學(xué)相干斷層掃描和光片熒光顯微鏡,研究人員能夠克服與任何單一方法相關(guān)的限制,以創(chuàng)建人類(lèi)大腦皮層或大腦表面外層的特定區(qū)域的高分辨率細(xì)胞普查圖譜。
該團(tuán)隊(duì)為人類(lèi)尸檢標(biāo)本創(chuàng)建了這樣一個(gè)圖譜,并將其整合到一個(gè)全腦參考圖譜中。
“我們建立了一種技術(shù),可以在空間尺度上整合多個(gè)數(shù)量級(jí)的信息,從像素只有幾微米的圖像到整個(gè)大腦的圖像,”共同資深作者 Bruce Fischl 博士說(shuō),他是 MGH 的 Athinoula a . Martinos 生物醫(yī)學(xué)成像中心的計(jì)算核心主任,也是哈佛醫(yī)學(xué)院(Harvard Medical School)的放射學(xué)教授。
最終,本研究中的方法可用于重建特定腦區(qū)以及整個(gè)人腦的未失真 3D 細(xì)胞模型,使研究人員能夠評(píng)估個(gè)體之間以及單個(gè)個(gè)體內(nèi)部隨時(shí)間的變化。
這將為神經(jīng)退行性疾病和精神疾病中發(fā)生的病理變化的存在和傳播提供見(jiàn)解。
“這些進(jìn)展將幫助我們了解我們知之甚少的人類(lèi)大腦的介觀(Mesoscopic,是介于宏觀與微觀之間的一種體系)結(jié)構(gòu)。” Fischl 說(shuō),“這些結(jié)構(gòu)太大,幾何結(jié)構(gòu)太復(fù)雜,無(wú)法通過(guò)在標(biāo)準(zhǔn)顯微鏡觀察 2D 切片來(lái)分析,但又太小,無(wú)法在活體人腦中常規(guī)觀察到。”
"目前,我們對(duì)這種空間尺度的大腦結(jié)構(gòu)沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),這使得量化可能影響大腦結(jié)構(gòu)的障礙,如癲癇、自閉癥和阿爾茨海默病的影響變得困難。"
創(chuàng)立于1811年的麻省總醫(yī)院
參考文獻(xiàn)
Source:Massachusetts General Hospital
Researchers develop technology to tabulate and characterize every cell in the human brain
Reference:
Irene Costantini et al. ,A cellular resolution atlas of Broca’s area.Sci. Adv.9,eadg3844(2023).DOI:10.1126/sciadv.adg3844
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原文標(biāo)題 : 研究人員開(kāi)發(fā)了一種可以對(duì)大腦中的每一個(gè)細(xì)胞制表和描述的技術(shù)
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