Les chercheurs développent l'outil neuf puissant pour produire le modèle cortical concret

Les chercheurs à l'institut de Max Planck la Floride pour la neurologie ont développé une technique nouvelle capable de tracer les liens neuraux compliqués avec la sensibilité sans précédent

Avec un morceau de la lumière, quelques composés de photo et papier spécialisé sensibles, le modèle étaient nés. Comme le type favorisé de retrait technique pendant plus d'un siècle, architectes a utilisé cet outil essentiel pour sa reproductibilité rapide ainsi que sa capacité pour la documentation détaillée. Pour des travailleurs sur un site de construction, le document était également essentiel car il a contenu toutes les informations sur la conception nécessaires, les types spécifiques de composantes comprises, et servies de guide détaillant comment tout s'est adapté ensemble. S'il y avait jamais n'importe quel doute, le plus souvent un rapide consulte avec les questions résolues par modèle et la construction calée progressée vers l'avant.

Mais que se produit quand les neurologistes ont des questions au sujet du cerveau et des liens compliqués en dedans ? Y a-t-il même une chose telle qu'un modèle de cerveau ? En dépit d'un corps de travail toujours croissant découvrant comment les neurones dans les liens de forme de cerveau, chercheurs manquent toujours d'un tableau complet détaillant leur câblage. Déterminer ceci aurait le potentiel d'améliorer spectaculairement notre compréhension du cerveau, découvrant comment les seuls circuits de différentes structures nous dotent avec des capacités extraordinaires comme le langage, la perception sensorielle et la cognition.

Prenant la première étape vers actualiser un modèle du cerveau, les chercheurs de l'institut de Max Planck la Floride pour la neurologie (MPFI), ont développé une technique nouvelle capable de tracer les liens neuraux compliqués avec la sensibilité sans précédent. Dans une parution récente en neurologie de nature, les chercheurs dans le laboratoire de M. Hiroki Taniguchi, ont expliqué l'unique spécificité et la nature de débit de haut de l'approche. En combinant innovateur les outils génétiques tranchants avec la technique déterminée du traçage monosynaptic, le laboratoire de Taniguchi a produit un outil neuf puissant nommé traçage monosynaptic intersectional (iMT), capable de se démêler les circuits élaborés dans le cerveau.

Étudiant un type spécialisé de cellule du cerveau connu sous le nom d'interneurons inhibiteurs, le laboratoire de Taniguchi est intéressé à examiner dans la façon dont ces diverses cellules se réunissent dans des circuits dans régions variées du cortex cérébral. Normalement, ces cellules agissent de raffiner, former et traitement des données de reste, mais leur dysfonctionnement a été impliqué dans les maladies telles que l'autisme, la schizophrénie et l'épilepsie. L'élucidation comment ces circuits inhibiteurs fonctionnent, frayera un chemin des approches nouvelles pour le diagnostic et la demande de règlement des troubles cérébraux. Un aspect provocant gênant l'élucidation des circuits corticaux, est la diversité pure des neurones dans le cerveau.

M. Taniguchi explique, « tandis que la diversité cellulaire rend le cerveau si seul, il donne également une difficulté grande dans l'étude de différents circuits. Prenez par exemple le circuit inhibiteur typique que nous étudions dans le laboratoire ; un neurone principal excitatoire qui transmet l'information au-dessus des longues distances d'une région du cerveau à l'autre, et neurones inhibiteurs multiples qui forment des liens avec elle. Tout d'abord jettent un coup d'oeil ce modèle semble assez simple mais en réalité, il y a beaucoup de divers types de principaux et inhibiteurs interneurons. Chaque type individuel d'interneuron est pensé pour établir les rapports très spécifiques selon l'emplacement, le fonctionnement, et la profondeur d'un neurone principal dans le cortex. Sans capacité de jeter un coup d'oeil aux liens spécifiques constitués par chaque sous-population de neurone inhibiteur, une illustration précise du circuit ne peut pas être formée.

M. Michael Yetman, un chercheur post-doctoral dans le laboratoire de Taniguchi et le premier auteur du papier note qu'ils ont voulu une technique qui pourrait couper la diversité cellulaire du cerveau, et seulement des sous-types spécifiques d'objectif de neurones. De « cette façon, nous pourrions comparer et contraster les liens de chaque seul sous-type et étudier les types de circuits qu'ils forment, » explique Yetman.

l'iMT a été développé avec cet objectif à l'esprit, surmontant des limitations des méthodes précédemment utilisées pour tracer des liens dans le cerveau. Les techniques telles que l'électrostimulation et le traçage monosynaptic, étaient trop inefficaces ou manquées la sensibilité nécessaire pour tracer avec précision des liens de beaucoup de différents types de cellules trouvés dans le cerveau. constructions d'iMT sur son prédécesseur, mais avec une torsion novatrice qui est critique pour donner la sensibilité de la technique.

Le « traçage de Monosynaptic utilise une forme modifiée du virus de la rage qui manque d'une protéine nécessaire, limitant le virus à un unique, cellule d'hors-d'oeuvres et évitant l'infection d'autres cellules autour de elle, » explique Yetman. « Mais si la protéine avec le virus est exprimée en seulement cellule d'hors-d'oeuvres, alors le virus a la capacité de sauter et infecter les cellules avoisinantes. Pour étudier des neurones dans le cerveau, nous pouvons exprimer le virus et la protéine dans un neurone et une montre principaux pendant que le virus saute les liens synaptiques seulement aux interneurons directement branchés. Une fois que là, le virus dans une certaine mesure se coince sans protéine nécessaire et indique le neurone commencer à exprimer la protéine fluorescente. Avec la microscopie, nous pouvons voir les cellules qui sont directement branchées à notre neurone d'hors-d'oeuvres. La limitation est que nous pourrions seulement concevoir les interneurons branchés en général, manquant les seules propriétés de différents sous-types. »

Pour surmonter cette limitation, l'équipe a ajouté une composante génétique complémentaire que vise sûrement et particulièrement des sous-types uniques d'interneurons. Une fois que le virus atteint un sous-type de cellules qui contient cette composante, une deuxième protéine fluorescente neuve est exprimée. Maintenant les scientifiques ont la capacité de concevoir les liens d'interneuron en général ainsi que des liens des sous-types spécifiques d'interneuron. Déjà l'iMT a des différences spectaculaires d'inauguration et indiquantes prouvées dans le modèle de circuit d'interneuron des sous-types inhibiteurs principaux aussi bien ceux du même sous-type qui forment des liens avec de principaux neurones de différents endroits de cerveau.

« Bien que l'iMT est seulement dans les premières phases de développement, il a le potentiel de fournir un schéma de circuit plus détaillé et de la taille du cerveau qui sera essentiel pour combattre des troubles cérébraux importants, » note Yetman. « À l'avenir nous espérons promouvoir la technique pour inclure la capacité d'étudier le fonctionnel, et pas simplement matériel, des liens des circuits neuraux. »

l'iMT et les neurologistes à MPFI, nous prennent une mesure plus près de réaliser la construction d'un modèle cortical concret.