De Standaard nomenclatuur van insecthersenen kan toekomstig onderzoek naar hersenenfunctie en ziekte verbeteren

Published on March 3, 2014 at 2:19 AM · No Comments

Wanneer u over zo complex iets zoals de hersenen spreekt, is de taak niet gemakkelijker als de woordenschat die enkel complex is wordt gebruikt. Een internationale samenwerking van neurologen heeft niet alleen het aantal geïdentificeerde hersenenstructuren verdrievoudigd, maar tot een eenvoudig lexicon geleid om over hen te spreken, die enorm nuttig voor toekomstig onderzoek naar hersenenfunctie en ziekte zullen zijn.

Kerf Strausfeld en Linda Restifo, beide professoren in de Afdeling van Neurologie bij de Universiteit van Arizona in, die met collega's in Japan wordt gewerkt dat het project, en collega's in Duitsland en in het UK ertoe bracht om een uitvoerige atlas van neuro-anatomische centra en computercentra van de insecthersenen te produceren. In het proces, identificeerde het team vele eerder onbekende structuren. Door de onderzoekgemeenschap van een verenigd systeem van terminologie te voorzien, zij het stadium voor een systematische inspanning plaatsen om hersenenstructuren en functies nader toe te lichten die aan functies van de menselijke hersenen overbrengen.

Een artikel over het werk verschijnt in het wetenschappelijke dagboekNeuron, dat door velen als één van de vlaggeschippublicaties wordt beschouwd van neurologie; de online versie omvat een supplement van 80 paginagegevens. De gegevens zullen openbaar - beschikbaar binnen 6 maanden en honderden beelden en 3-D videoanimatie omvatten - bedragend een onschatbaar middel zijn dat neurologen om zal toelaten efficiënter te werken, hun resultaten te vergelijken en zinvollere interpretaties te verkrijgen.

„Deze inspanning verstrekt een driedimensionele wegenkaart voor het beschrijven van structuren voor alle insecthersenen, en laat vergelijkingen met andere geleedpotigen toe,“ bovengenoemde Strausfeld, directeur van het Centrum van RE voor de Wetenschap van het Insect. „Het heeft reusachtige waarde in het beschrijven van netwerkverband tussen computercentra in de hersenen.“

Het project is geschikt aangezien de V.S. en Europa ambitieuze initiatieven - het initiatief van de HERSENEN van President Barack Obama en het Project van de Hersenen van de Europese Unie Menselijke - om een dynamisch beeld van de hersenen zijn terechtgekomen in te veroorzaken die tonen hoe de individuele cellen en de complexe neurale kringen in tijd en ruimte op elkaar inwerken.

In hun inspanningen om strategieën te ontwikkelen om de binnenwerkingen van de menselijke hersenen te onderzoeken, die waarschijnlijk heeft de meest complexe structuur in het zonnestelsel, wetenschappers zich bij het bestuderen van de hersenen van modelorganismen zoals fruitvliegen gebaseerd omdat hun structuren eenvoudiger en gemakkelijker zijn om in experimenten te bestuderen.

De Geleedpotigen - insecten, spinnen, schaaldieren en hun verwanten - hebben biomedisch onderzoek vooruitgegaan dat zich van het anatomische en moleculaire ondersteunen van gedrag aan de biochemische oorzaken van verslaving uitstrekt. Wegens hun gedeelde evolutieve geschiedenis diep op tijd, gewervelde dieren met inbegrip van mensen waarschijnlijk aandeel veel van neuro-anatomische eigenschappen en functionele centra in de hersenen met ongewervelden. Het Bestuderen van neurologische processen in geleedpotigen kan ons beduidend helpen om te begrijpen hoe alle hersenen werken.

De processen die tot Ziekte van Parkinson leiden, bijvoorbeeld, zijn uiterst moeilijk om in mensen te onderzoeken, maar het onderzoek met fruitvliegen heeft waardevolle informatie opgebracht die neurologen kon helpen therapeutische strategieën ontwikkelen.

Als resultaat van deze gezamenlijke inspanning om ontdekt de insecthersenen te catalogiseren en in kaart te brengen, heeft deze groep wetenschappers dat de speldekop-gerangschikte hersenen van een fruitvlieg anatomisch meer dan 50 verschillende centra hebben die een ingewikkeldheid naderen tot nu toe die slechts in dieren zoals vissen of muizen wordt erkend.

„Er zijn fascinerende parallellen,“ bovengenoemde Strausfeld. „Door afzonderlijke centra in de insecthersenen te erkennen, zullen wij begrijpen beter hoe de uitwerkingen van de hersenen van insecten en gewervelde dieren aan elkaar ondanks meer dan 600 miljoen jaar van uiteenlopende evolutie zouden kunnen betrekking hebben.“

Bijvoorbeeld, zijn de reukbollen in gewervelde dieren zeer gelijkaardig aan de reukkwabben in schaaldieren. Het zelfde gaat voor het visuele systeem: De Kleur, de vorm, de motie en de textuur worden zo ook verwerkt in gewervelde dieren en insecten, hoewel de zeer verschillende aspecten van de visuele wereld door een vlieg waargenomen worden die met die wordt vergeleken waargenomen door een aap of een mens, verklaarde Strausfeld.

De studie werd geleid door Kei Ito, een verwante professor in de Afdeling van ComputerBiologie bij de Universiteit van Tokyo. Zijn groep gebruikte een techniek genoemd confocal fluorescentiemicroscopie om virtuele „plakken“ te creëren neer openbarend de architectuur van fruitvlieghersenen om cellen uit te kiezen.

Vijf jaar en 1.200 e-mail later, voorziet het project nu neurologen van de zelfde termijnen om specifieke delen van hersenen van insecten en schaaldieren te beschrijven. „Wij bepalen een nieuwe norm die werkelijk mededeling toelaat,“ de goedgekeurde auteurs van RE.

„Wij hebben nu een zeer gedetailleerd inzicht in de distributie van neuronen in afzonderlijke centra en de aanslutingen onder hen,“ verklaarde Strausfeld.

De „ingewikkeldheid van insectgedrag wordt meer en meer erkend door de geneticagemeenschap om ons toe te staan om diverse menselijke ziekten te modelleren,“ bovengenoemde Restifo, die ook professor van neurologie in de Universiteit van RE van Geneeskunde en lid van het Instituut van RE BIO5 is.

„Uiterst klein, maar nu duidelijk omlijnd Deze, gebieden die wij in de insecthersenen hebben gezien hebben waarschijnlijk bijzondere neuronen met bijzondere aanslutingen die bepaald gedrag drijven dat steeds belangrijker wordt in het bestuderen van gedrag zoals agressie of verslaving.“

Restifo verklaarde dat het combineren van het uitgebreide gedragsrepertoire van mensen met dat waargenomen in insecten een sterk geval maakt om modelorganismen zoals de fruitvlieg, Fruitvliegje, in de zoektocht naar nieuwe drugs te gebruiken.

„Op één of andere manier, gaan de insecten nuttiger zijn dan knaagdiermodellen,“ zij zei. „In sommige gevallen, slagen de inspanningen om aan de oorzaak van een ziekte te krijgen door genfunctie in muizen te onderbreken er niet in om antwoorden te geven omdat alhoewel de genetische verandering aanpast dat van de menselijke ziekte, de fysiologische gevolgen niet.“

Om zinvol te zijn, vereist om het even welke studie van complexe zenuwstelsels concepten en terminologie die uniform op door de onderzoekgemeenschap worden goedgekeurd.

De Neurologen hebben lang geweten dat anatomisch de distinctieve gebieden aanwijzingen zijn aan hoe de hersenen worden georganiseerd, maar de verschillende termijnen zijn in gebruik voor de zelfde structuur in verschillende - of zelfs binnen het zelfde - species geweest. „In werkelijkheid, nam a met een andere naam toe is meer als een Toren van Babel,“ bovengenoemde Restifo. „Er is enorme verwarring.“ geweest

Strausfeld, die de eerste atlas op de insecthersenen in 1976 publiceerde - en, samen met Ito en collega's in Duitsland, de eerste Nationale Online Atlas van de Stichting van de Wetenschap van de Hersenen van het Fruitvliegje - vestigde veel van de aanvankelijke nomenclatuur. Het Centrum van RE voor de Wetenschap van het Insect ook was instrumentaal in het steunen van de inspanningen die tot de publicatie van de studie leidden. Strausfeld zei een belangrijke bestuurder van het onderhavige project de behoefte was om de geschiktheid van specifieke termijnen en namen voor neurale structuren over geleedpotigehersenen duidelijk te maken.

„Niets vrij als dit is voordien gedaan,“ hij zei. „De Wetenschappers die de hersenen en het gedrag van vogels bestuderen waren aan een overeengekomen nomenclatuur gekomen, maar wij probeerden om raakvlak over vele species te vinden die van elkaar in termen van evolutieve divergentie verschillender kunnen zijn. Aldus, was het toevoegen aan de enormiteit van de taak het doel om met terminologie akkoord te gaan die voor alle insecten „zou passen“ en van toepassing op schaaldieren.“ zou zijn

„Ontwikkelen van een gestandaardiseerde nomenclatuur is belangrijk omdat het gedaane kruisbevruchting van het werk gebruikend verschillende insectspecies,“ bovengenoemde Gerald Rubin, ondervoorzitter en uitvoerende directeur van de Campus van het Onderzoek van het Landbouwbedrijf Janelia van het Howard Hughes Medical Institute vergemakkelijkt. „Het Trekken van dit vereiste samen heel wat werk, wetenschappelijk inzicht en historische kennis; het was de echte dienst aan het gebied.“

Bron: Universiteit van Arizona

Read in | English | Español | Français | Deutsch | Português | Italiano | 日本語 | 한국어 | 简体中文 | 繁體中文 | Nederlands | Русский | Svenska | Polski