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)

2023-10-17 11:36

阿爾茨海默病

關(guān)注

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(chēng)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)