I ricercatori sviluppano il nuovo strumento potente per creare la cianografia corticale concreta

I ricercatori all'istituto di Max Planck Florida per la neuroscienza hanno sviluppato una tecnica novella capace di rintracciamento delle connessioni neurali complesse con la sensibilità senza precedenti

Con un bit di indicatore luminoso, alcuni composti della foto e documento specializzato sensibili, la cianografia nascevano. Come il tipo favorito di trafilatura tecnica per più un secolo, architetti ha utilizzato questo strumento cruciale per la sua riproducibilità veloce come pure la sua capacità per documentazione dettagliata. Per i lavoratori su un sito di configurazione, il documento era ugualmente essenziale poichè ha contenuto tutte le informazioni di progettazione necessarie, i tipi specifici di componenti incluse e servite da guida che dettaglia come tutto si è adattato insieme. Se ci fosse mai del dubbio, spesso un rapido si consulta con le domande risolte della cianografia e la costruzione bloccata progredita in avanti.

Ma che cosa accade quando i neuroscenziati hanno domande circa il cervello e le connessioni complesse dentro? C'è anche una cosa come cianografia del cervello? Malgrado un organismo di lavoro sempre crescente che scopre come i neuroni nelle connessioni del modulo del cervello, ricercatori ancora mancano di un diagramma completo che dettaglia i loro collegamenti. L'instaurazione del questo avrebbe il potenziale di migliorare drammaticamente la nostra comprensione del cervello, scoprente come i circuiti unici di diverse strutture ci dotano con le abilità straordinarie come il linguaggio, la percezione sensoriale e la cognizione.

Intraprendendo il primo punto verso l'attualizzazione della cianografia del cervello, i ricercatori dall'istituto di Max Planck Florida per la neuroscienza (MPFI), hanno sviluppato una tecnica novella capace di rintracciamento delle connessioni neurali complesse con la sensibilità senza precedenti. In una pubblicazione recente in neuroscienza della natura, i ricercatori nel laboratorio del Dott. Hiroki Taniguchi, hanno dimostrato sia la specificità ineguagliabile che l'alta natura di capacità di lavorazione dell'approccio. Innovatore combinando gli strumenti genetici di avanguardia con la tecnica stabilita di tracciato monosynaptic, il laboratorio di Taniguchi ha creato un nuovo strumento potente nominato tracciato monosynaptic intersectional (iMT), capace di disfare i circuiti elaborati all'interno del cervello.

Studiando una classe specializzata di cellula cerebrale conosciuta come i interneurons inibitori, il laboratorio di Taniguchi è interessato nell'esaminare come queste diverse celle montano nei circuiti in varie regioni della corteccia cerebrale. Normalmente, queste celle agiscono per raffinare, modellare e saldare l'elaborazione delle informazioni, ma la loro disfunzione è stata implicata nelle malattie quali autismo, la schizofrenia e l'epilessia. Il delucidamento come questi circuiti inibitori funzionano, aprirà la strada agli approcci novelli per la diagnosi ed il trattamento dei disordini del cervello. Un aspetto provocatorio che ostacola la delucidazione dei circuiti corticali, è la diversità pura dei neuroni nel cervello.

Il Dott. Taniguchi spiega, “mentre la diversità cellulare rende il cervello così unico, egualmente trasporta una grande difficoltà nello studio sui diversi circuiti. Catturi per esempio il circuito inibitorio tipico che studiamo in laboratorio; un neurone principale eccitante che trasmette le informazioni sopra le distanze lunghe fra una regione del cervello e un altro e neuroni inibitori multipli che formano le connessioni con. A prima vista questo modello sembra equo semplice ma in realtà, ci sono molti diversi tipi di interneurons principali ed inibitori. Ogni tipo determinato di interneuron è pensato per fare le connessioni molto specifiche secondo la posizione, la funzione e la profondità di un neurone principale all'interno della corteccia. Senza la capacità di dare un'occhiata alle connessioni specifiche costituite da ogni sottopopolazione del neurone inibitorio, una maschera accurata del circuito non può essere formata.

Il Dott. Michael Yetman, un ricercatore postdottorale nel laboratorio di Taniguchi e nel primo autore del documento nota che hanno voluto una tecnica che potrebbe tagliare da parte a parte la diversità cellulare del cervello e soltanto mirano ai sottotipi specifici dei neuroni. “Questo modo, potremmo confrontare e contrapporre le connessioni di ogni sottotipo unico e studiare i tipi di circuiti che si formano,„ spiega Yetman.

il iMT è stato sviluppato con questo scopo in mente, sormontante le limitazioni dei metodi precedentemente usati per rintracciare le connessioni all'interno del cervello. Le tecniche quali stimolo elettrico e tracciato monosynaptic, erano troppo inefficienti o mancate della sensibilità necessaria per rintracciare precisamente le connessioni da molti tipi differenti delle cellule trovati nel cervello. configurazioni del iMT sopra il suo predecessore, ma con una torsione innovatrice che è critica per il trasporto della sensibilità della tecnica.

“Il tracciato di Monosynaptic utilizza un modulo modificato del virus della rabbia che manca di una proteina necessaria, limitante il virus ad un singolo, cella del dispositivo d'avviamento ed impedente l'infezione di altre celle intorno,„ spiega Yetman. “Ma se la proteina con il virus è espressa soltanto nella cella del dispositivo d'avviamento, quindi il virus ha la capacità di saltare ed infettare le celle vicine. Per lo studio dei neuroni all'interno del cervello, possiamo esprimere il virus e la proteina in un neurone ed in un orologio principali mentre il virus salta le connessioni sinaptiche soltanto ai interneurons direttamente connessi. Una volta che là, il virus in un certo senso rimane incastrato senza la proteina necessaria e dice il neurone di cominciare esprimere la proteina fluorescente. Con microscopia, possiamo vedere le celle che direttamente sono connesse al nostro neurone del dispositivo d'avviamento. La limitazione è che potremmo prevedere soltanto i interneurons connessi in generale, mancando i beni unici di diversi sottotipi.„

Per sormontare questa limitazione, il gruppo ha aggiunto una componente genetica supplementare che attendibilmente e specificamente mira ai singoli sottotipi dei interneurons. Una volta che il virus raggiunge un sottotipo delle cellule che contiene questa componente, una seconda nuova proteina fluorescente è espressa. Ora gli scienziati hanno la capacità di prevedere le connessioni del interneuron in generale come pure le connessioni dei sottotipi specifici del interneuron. Già il iMT ha dimostrato le differenze drammatiche approfondite e rivelanti nella progettazione di circuito del interneuron dei sottotipi inibitori chiave pure quelli dello stesso sottotipo che formano le connessioni con i neuroni principali delle aree differenti del cervello.

“Sebbene il iMT sia soltanto nelle prime fasi di sviluppo, ha il potenziale di fornire uno schema circuitale più dettagliato e cervello più di ampiezza che sarà essenziale per il combattimento dei disordini prominenti del cervello,„ nota Yetman. “In futuro speriamo di avanzare la tecnica per comprendere la capacità di studio del funzionale e non appena fisico, connessioni dei circuiti neurali.„

il iMT ed i neuroscenziati a MPFI, stanno intraprendendoci un'azione più vicino a raggiungere la costruzione di una cianografia corticale concreta.

Sorgente: https://www.maxplanckflorida.org/news-and-media/news/imt-creating-a-blueprint-for-cortical-connectivity/