石景山显微镜 化妆品建立一个全脑的地图,知道鱼的欢
作者: 发布时间:2022-07-02 17:36:25点击:1366
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中国经济网2018~0810 09:16
春秋战国时期,两位思想家庄子与惠子曾进行过一次有趣的对话。他们过河时,看见桥下河里的小鱼。庄子叹了口气:小鱼在水里悠闲,这是鱼儿的乐趣啊(小鱼悠闲地旅行,也是鱼儿的乐趣啊)。惠子不同意,问道:你自己不是鱼。你怎么知道鱼的快乐
在过去的2000年里,Keiko的问题仍然是一个难题,因为直到我们客观地理解鱼类行为(特定的游泳动作)和大脑活动(内在的幸福与否)之间的对应关系,这个问题的答案才能够是主观的。
2013年,霍华德·休斯医学研究所的一个研究小组报告了一项重大突破:他们把荧光转基因斑马鱼幼鱼全身固定,并利用激光板层扫描显微镜系统成功地跟踪了斑马鱼全脑的实时神经元动力学。
但是实验中产生神经元信号的神经元是什么呢为什么当鱼固定时,一些大脑区域如此活跃,而另一些则几乎静止不动没有全脑图谱,作者无法进一步推断鱼脑各个部分的功能及其与行为的关系。
圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔是神经科学之父。从1887年开始,卡哈尔使用当时更先进的高尔基染色方法对包括人类尸体在内的各种动物的脑片进行染色,然后把它们放在显微镜下观察。卡哈尔的代表作《丹青》对神经科学产生了巨大的影响(为此卡哈尔获得了1906年诺贝尔生理学与医学奖)。今年初,这些画甚至成为纽约艺术展美丽大脑的主角。
然而,描绘神经元和构建整个脑图还远远不够,大脑是由许多神经连接组成的,这些相互连接的神经网络构成了动物行为的生物学基础。
构建一个全球脑图需要一种实验技术,可以同时定位每个神经元并区分两个神经元连接(突触)的细节。许多神经元彼此连接小于10纳米,普通光学显微镜的分辨率不能。由于光学衍射的限制,将其降低到200纳米以下,尽管近年来发展迅速的超分辨荧光显微术可以将这个极限降低到10纳米,但它不能同时从大脑的所有区域取样。
电子显微镜是利用电子显示物体内部表面的微观技术。因为显微镜的分辨率通常受所用粒子的波长的限制(例如,光学显微镜的分辨率受波长限制)。对于光),高速运动的电子的波长比可见光的波长短,因此电子显微镜的分辨率比光学显微镜的分辨率高得多,并且能够看到更精细的结构。
因此,目前只有电子显微技术才能满足构建全脑图谱的要求:其分辨率为0.2纳米,并能同时与脑内所有区域的分辨率进行采样。
最近,霍华德休斯医学研究所的Davi-Bok团队宣布他们用透射电子显微镜对雌性果蝇的整个大脑进行了映射。传统的电子显微镜技术对样本的大小施加了严格的限制-样本厚度不能超过。D 100纳米,而大多数生物脑组织大于100纳米厚,雌性果蝇的脑体积约为750微米和350微米(750000纳米350000纳米),通过修改传统的ELI,开发了一种新的透射电镜(TEM)平台。TRON显微镜检查。雌性果蝇的大脑被成功切成7片750片,并拍摄每个切片的每一部分。共收集到2100万张图片(106个TB)。
研究小组追踪了果蝇大脑中与学习和记忆行为相关的区域(蘑菇体)(因为相同的神经元可能出现在大脑前后段的不同切片上),并在该区域发现了一类新的神经元。
果蝇大脑中的其他脑区现在由世界各地的实验团队单独追踪。如果你感兴趣,你也可以通过下载原始数据来参与果蝇大脑中的神经元标记(http:/TEMCA2DATABO.org)。
博克的研究小组报告的《果蝇全脑地图》是神经科学家为绘制苍蝇的整个大脑所做的最新尝试。早在2016年底,一个由台湾、英国谢菲尔德大学的蒋安石教授、丹尼尔·可口可乐教授和奥雷尔组成的多国研究小组就开始了这项工作。美国哥伦比亚大学的拉扎尔出版了在光学显微镜下收集的果蝇全脑图谱(分辨率低于Bock研究小组)。所有的图像数据都可以在果蝇大脑观察站找到(http:fruitfly..org/)。
作为人类最常见的模式生物,果蝇对遗传学和神经科学的理解作出了巨大的贡献。100多年前,摩根通过研究果蝇,发现了三大遗传规律之一的联系和交换规律,并于193年获得诺贝尔奖。3.去年,三位研究生物节律行为的科学家获得了诺贝尔生理学和医学奖,果蝇是更好的助手。
博克团队的研究不仅标志着绘制果蝇整个大脑的能力,而且标志着我们在理解大脑和自我方面向前迈出了困难和重要的一步。S,包括鱼,可能逐渐成为现实。
那时,我们可以在Huizi的问题中提取鱼的整个大脑阿特拉斯和相关的行为数据。答:我不是鱼,我知道鱼的欢乐和悲伤。
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