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I ricercatori trovano le differenze sorprendenti nella mappa mai vista del intero-cervello dei neuroni inibitori

I ricercatori all'istituto universitario di Penn State di medicina hanno collaborato sulla mappa quantitativa mai vista del intero-cervello dei neuroni inibitori nel cervello del mouse. Queste cellule cerebrali svolgono un ruolo cruciale nella risposta di regolamentazione agli stimoli ed ampiamente sono state implicate in molte circostanze psichiatriche.

I ricercatori hanno trovato le differenze sorprendenti nel numero dei neuroni inibitori sia in varie aree del cervello che nei cervelli di di topo maschio e femminili.

I neuroni che funzionano all'interno del sistema nervoso centrale possono essere divisi approssimativamente in due tipi importanti delle cellule: neuroni eccitanti ed inibitori. I neuroni eccitanti sono i portafili principali di informazioni, tanto come un acceleratore in un'automobile, mentre i neuroni inibitori gestiscono l'attività dei neuroni eccitanti; come il freno dell'automobile.

Gli stimoli esterni di trattamento e generare le risposte comportamentistiche appropriate richiede un bilanciamento fine fra questi neuroni eccitanti ed inibitori. I neuroni inibitori sono critici per trattamento adeguato del cervello. Per esempio, il danno di queste cellule cerebrali è stato collegato ai disordini del cervello compreso autismo e la schizofrenia.

La densità dei neuroni inibitori in una regione del cervello detta la loro resistenza di inibizione. Fino ad oggi, gli scienziati hanno supposto che i neuroni inibitori differenti, che hanno funzioni differenti, si distribuiscono uniformemente nel cervello. Ma lo studio, piombo da Yongsoo Kim, assistente universitario nel dipartimento delle scienze neurali e comportamentistiche all'istituto universitario di Penn State di medicina, ha risultato una sorpresa.

Kim ha usato un nuovo metodo che di analisi di dati e della rappresentazione ha co-sviluppato chiamato la piattaforma quantitativa del intero-cervello (qBrain) per contare e mappare tre pricipalmente tipi e quattro di un neurone inibitori di loro sottotipi nei cervelli intatti del mouse.

Ha trovato gli importi differenti di due neuroni inibitori principali, del positivo di parvalbumin (PV+) e dei neuroni positivi dell'somatostatina (SST+), nella corteccia prefrontale mediale, un settore che è interessato con le funzioni esecutive come la progettazione ed il processo decisionale. Al contrario, le regioni sensitive del cervello hanno avute un'equidistribuzione di questi neuroni.

I neuroni di SST+ modulano l'input di informazioni sensitive ai neuroni eccitanti. I neuroni di PV+, d'altra parte, sono come un freno definitivo, gestente l'output dai neuroni eccitanti. Nello studio di Kim, i neuroni di SST+ lontano hanno oltrepassato il PV+ digitano dentro le aree corticali di ordine superiore.

La ricerca è stata pubblicata questa settimana nella cella del giornale.

“Questo fornisce la nuova prova anatomica per spiegare come le alte regioni conoscitive del cervello possono computare basicamente tutte le informazioni che stanno venendo dalle regioni sensitive del cervello ed avere significato dal mondo esterno,„ Kim hanno detto.

Kim ed i suoi collaboratori egualmente hanno trovato le differenze fra i mouse maschii e femminili nelle regioni del cervello implicate nei dimorfismi sessuali. Malgrado i maschi che hanno più grandi cervelli da volume in media, le femmine hanno avute maggiori numeri dei neuroni inibitori in tutto queste regioni. La sola eccezione: I maschi hanno avuti tre-tempi più interneurons di SST+ in una regione del cervello collegata con l'eiaculazione, possibilmente contribuente a gestire con precisione la funzione relativa.

Lo studio è proof of concept che le cellule cerebrali specifiche possono ora essere imaged e quantificato con risoluzione cellulare in cervelli intatti, tenenti conto il primo cervello cella-specifico 3D mappa.

In futuro, questo avanzamento potrebbe permettere che gli scienziati studino i disordini del cervello in esseri umani in un modo che non è stato mai prima possibile. Confrontando i conteggi e le posizioni delle cellule in cervelli sani e disordinati, i ricercatori possono potere segnare la rottura con esattezza cella-specifica nella malattia psichiatrica, terapeutica dell'obiettivo nella nuove e misura se i trattamenti stanno funzionando.

Per ora, la risorsa del qBrain, che include le tabelle con i conteggi delle cellule e le densità delle cellule per oltre 800 regioni anatomiche delineate dall'atlante del cervello del mouse di Allen, visualizzazioni grafiche dei dati nei film 3D, i 2D flatmaps ed i gruppi di dati della sezione seriale è apertamente disponibile a mouse.brainarchitecture.org/cellcounts/ost webportal del gruppo.