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Os pesquisadores encontram diferenças surpreendentes no primeiro-nunca mapa do inteiro-cérebro dos neurônios inibitórios

Os pesquisadores na faculdade de Penn State da medicina colaboraram no primeiro-nunca mapa quantitativo do inteiro-cérebro dos neurônios inibitórios no cérebro do rato. Estes neurónios jogam um papel crucial na resposta de regulamento aos estímulos e foram implicados extensamente em muitas circunstâncias psiquiátricas.

Os pesquisadores encontraram diferenças surpreendentes no número de neurônios inibitórios em várias áreas do cérebro e nos cérebros de ratos fêmeas e masculinos.

Os neurônios que operam-se dentro do sistema nervoso central podem aproximadamente ser divididos em dois tipos principais da pilha: neurônios excitatory e inibitórios. Os neurônios Excitatory são os portadores principais da informação, bem como um acelerador em um carro, quando os neurônios inibitórios controlarem a actividade dos neurônios excitatory; como o freio do carro.

Processar estímulos externos e gerar respostas comportáveis apropriadas exigem um balanço fino entre estes neurônios excitatory e inibitórios. Os neurônios inibitórios são críticos para o processamento apropriado do cérebro. Por exemplo, o prejuízo destes neurónios foi ligado às desordens do cérebro que incluem o autismo e a esquizofrenia.

A densidade dos neurônios inibitórios em uma região do cérebro dita sua força da inibição. Até recentemente, os cientistas supor que os neurônios inibitórios diferentes, que têm funções diferentes, estão distribuídos uniformente no cérebro. Mas o estudo, conduzido por Yongsoo Kim, professor adjunto no departamento de ciências neurais e comportáveis na faculdade de Penn State da medicina, girou acima de uma surpresa.

Kim usou um método que de análise novo da imagem lactente e dos dados co-desenvolveu chamado a plataforma quantitativa do inteiro-cérebro (qBrain) para contar e traçar três principalmente tipos e quatro neuronal inibitórios de seus secundário-tipos em cérebros intactos do rato.

Encontrou quantidades diferentes de dois neurônios inibitórios principais, de positivo do parvalbumin (PV+) e de neurônios positivos do somatostatin (SST+), no córtice pré-frontal central, uma área que fosse envolvida com as funções executivas como o planeamento e a tomada de decisão. Ao contrário, as regiões sensoriais do cérebro tiveram uma distribuição mais igual destes neurônios.

Os neurônios de SST+ modulam a entrada da informação sensorial aos neurônios excitatory. Os neurônios de PV+, por outro lado, são como um freio final, controlando a saída dos neurônios excitatory. No estudo de Kim, os neurônios de SST+ ultrapassaram distante o PV+ dactilografam dentro a um pedido mais alto áreas corticais.

A pesquisa foi publicada esta semana na pilha do jornal.

“Isto fornece a evidência anatômica nova para explicar como as regiões cognitivas altas do cérebro podem basicamente computar toda a informação que está vindo das regiões sensoriais do cérebro e para fazer o sentido fora do mundo externo,” Kim disseram.

Kim e seus colaboradores igualmente encontraram diferenças entre os ratos masculinos e fêmeas nas regiões do cérebro implicadas em dimorfismos sexuais. Apesar dos homens que têm cérebros maiores pelo volume em média, as fêmeas tiveram maiores números de neurônios inibitórios durante todo estas regiões. A única exceção: Os homens tiveram três-tempos mais interneurons de SST+ em uma região do cérebro ligada com a ejaculação, ajudando possivelmente a controlar finamente função relacionada.

O estudo é a prova de conceito que os neurónios específicos podem agora ser imaged e determinados com definição celular em cérebros intactos, permitindo os primeiros mapas pilha-específicos do cérebro 3D.

No futuro, este avanço poderia permitir que os cientistas estudem desordens do cérebro nos seres humanos em uma maneira que fosse sida nunca possível antes. Comparando contagens e lugar de pilha em cérebros saudáveis e desorganizado, os pesquisadores podem poder localizar o rompimento pilha-específico na doença psiquiátrica, na terapêutica do alvo e na medida novas se os tratamentos estão trabalhando.

Por agora, o recurso do qBrain, que incluem tabelas com contagens de pilha e densidades de pilha para mais de 800 regiões anatômicas traçadas pelo atlas do cérebro do rato de Allen, visualizações gráficos dos dados nos filmes 3D, os 2D flatmaps e os conjunto de dados da secção de série está abertamente disponível em mouse.brainarchitecture.org/cellcounts/ost webportal do grupo.