昆虫脑子标准命名原则可能改进对脑子功能和疾病的将来的研究

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

当您谈论事一样复杂象脑子时,这项任务不是其中任一更加容易,如果使用的词汇量是正复杂。 神经科学家的一次国际合作不仅使被识别的脑子结构成三倍的数量,但是创建了一本简单的词典谈论他们,为对脑子功能和疾病的将来的研究将是极大有用的。

尼克 Strausfeld 和琳达 Restifo,神经科学的部门的两位教授在亚利桑那大学的,工作与同事在导致这个项目的日本和同事在德国和在英国生产 neuroanatomical 中心和昆虫脑子的计算中心一本全面地图集。 在这个进程中,这个小组识别许多以前未知的结构。 通过提供研究团体以术语一个统一的系统,他们为一个系统的工作成绩阐明转入对人脑的功能的脑子结构和功能准备条件。

一个条款关于这个工作出版于学报神经元,认为由许多其中一神经科学的旗舰发行; 在线版本包括 80 页数据补充条款。 数据在 6 个月内将是公共可用的并且包括数百图象和三维视频动画 - 共计将使神经科学家更加高效地从事,比较他们的结果和获得更加有意义的解释的一种无价的资源。

“此工作成绩为描述所有昆虫脑子的结构提供三维路线图,并且启用与其他节肢动物的比较”, Strausfeld, UA 中心的主任说昆虫科学。 “它有巨大的值在描述计算中心之间的网络关系在脑子”。

这个项目是及时的,因为美国和欧洲开始雄心勃勃的主动性 - 贝拉克・奥巴马总统的脑子主动性和欧盟的人脑项目 - 导致显示脑子的一张动态照片各自的细胞和复杂神经系统的电路如何在时间和空间配合。

在他们的工作成绩,因为他们的结构是更加简单和更加容易学习在实验,开发方法测试人脑的内在工作,可能在太阳系,科学家的最复杂的结构依靠学习模型有机体脑子例如果蝇。

节肢动物 - 昆虫、蜘蛛、甲壳纲和他们的家族 - 提前范围从工作情况解剖和分子支柱的生物医学的研究对瘾的生物化学的原因。 由于他们共有的演变历史记录深深及时、脊椎动物包括人可能的共用许多 neuroanatomical 功能和功能中心在脑子与无脊椎。 学习在节肢动物的神经学进程如何可能极大帮助我们知道所有脑力劳动。

导致帕金森病的进程,例如,是非常难调查在人,但是与果蝇的研究产生可能帮助神经学家开发治疗方法的有价值的信息。

由于此共同努力编目和映射昆虫脑子,此组科学家发现果蝇的针头尺寸脑子有超过直到现在处理复杂的 50 个解剖上明显的中心只认可在动物中例如鱼或鼠标。

“有引人入胜的并行”, Strausfeld 说。 “将通过认可在昆虫脑子的分离中心,我们更好知道昆虫和脊椎动物脑子的阐述如何也许尽管超过 600 百万年分歧演变彼此关连”。

例如,在脊椎动物的溴觉电灯泡非常类似于在甲壳纲的溴觉耳垂。 同样为视觉系统适用: 颜色、形状、行动和纹理在脊椎动物类似被处理,并且昆虫,虽然非常视觉世界的不同方面由苍蝇察觉比较猴子或人察觉的那些, Strausfeld 解释了。

这个研究是由 Kei Ito,计算生物的部门的一位副教授导致的在东京大学的。 他的组使用称共焦的荧光显微法的一个技术创建”显示果蝇脑子结构的虚拟 “片式下来对单细胞。

后五年和 1,200 个电子邮件,这个项目现在提供神经科学家以同样术语描述昆虫和甲壳纲脑子的特定部分。 “我们规定确实启用通信的一个新的标准”, UA 作者同意。

“我们现在有对神经元的配电器的非常详细了解在分离中心,并且在他们中的连接数”, Strausfeld 解释了。

“昆虫工作情况的复杂由遗传学社区越来越认可允许我们塑造多种人力疾病”, Restifo 说,也是在医学 UA UA BIO5 学院的学院和成员的神经学教授。

“这些微小,但是现在明确定义,我们在这只昆虫看到脑子很可能有有驱动某些工作情况的特殊连接数的特殊神经元变得重要在学习象侵略或瘾的工作情况的地区”。

Restifo 解释了结合人的膨胀的性能上的保留节目那与在昆虫观察的那做有力的事实用于模型有机体例如果蝇,果蝇,搜寻新的药物的。

“在一些方面,昆虫比啮齿目动物设计更加有用的”,她说。 “在某些情况下,工作成绩有疾病的原因由在鼠标失败的打乱的基因功能提供答复,因为,即使人力疾病,生理作用不的基因变化符合”。

要是有意义的,复杂神经系统的所有研究要求研究团体和术语统一同意的概念。

神经科学家长期知道解剖上特别地区是提示向脑子如何被组织,但是不同的术语为同一个结构是在使用中的用不同的 - 甚至在同样内 - 种类。 “实际上,由其他名字的一朵玫瑰是更多象巴比伦塔”, Restifo 说。 “有极大混淆”。

Strausfeld,在 1976年发布在昆虫脑子的第一本地图集 -,并且,与 Ito 和同事一起在德国,果蝇脑子的第一个国家科学基金会在线地图集 - 设立了许多最初的命名原则。 那导致研究的发行昆虫科学的 UA 中心也是有助的在支持工作成绩。 Strausfeld 说当前项目的一个重要驱动器是需要设立特定术语和名字的妥帖对于神经结构在节肢动物脑子间。

“什么都象这样不相当完成前面”,他说。 “学习鸟的脑子和工作情况科学家走向一个同意的命名原则,但是我们设法查找在可能是明显从彼此根据演变分歧的许多种类间的共同基础。 因此,添加到这项任务的庞大是的目标对 ‘为所有昆虫将适合’并且是可适用的对甲壳纲的术语达成协议”。

“开发一个标准化的命名原则是重要的,因为它实现使用另外昆虫种类完成的工作的交叉受精”,说杰拉尔德鲁宾,霍华德・休斯医疗学院的 Janelia 农厂研究校园的副总统和执行董事。 “拉此一起要求很多工作、科学答案和历史知识; 它是一项实际服务对这个域”。

来源: 亚利桑那大学

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