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Étude : Les structures de neurone sont différentes entre les endroits de cerveau dans chaque personne

Il était rapporté que le volume des endroits de cerveau tels que le gyrus temporal supérieur et le cortex antérieur de cingulate réduise dans la schizophrénie mais une modification précise de structure en trois dimensions de neurone est demeurée peu claire.

Le M. Itokawa et leur collègue a effectué des expériences de Nanotomography utilisant des blocs optiques de plaque de zone de Fresnel au beamline de BL37XU de l'installation de rayonnement de synchrotron SPring-8 et au beamline 32-ID de la Source avancée de photon (APS) de laboratoire national d'Argonne.

Un total de 34 ensembles de données en trois dimensions d'image d'une couche V du cortex BA22 ont été aveuglés en codant des noms d'ensemble de données et soumis à une procédure automatisée pour établir les modèles du même rang cartésiens des structures de tissu.

Ils ont constaté que des différences structurelles des neurites et des colonnes vertébrales entre les endroits de cerveau et entre les cas. Il indique que 1) les structures de neurone sont différentes entre les endroits de cerveau dans chaque personne et que 2) la dissimilitude elle-même varie de la personne à personne.

Le cerveau a une architecture modulaire dans laquelle les différents endroits avec différents milieux génétiques exercent les différents fonctionnements, par exemple langage et son dans BA22 et cognition et émotion dans BA24.

Sans compter que le mosaïcisme génétique, les facteurs environnementaux et les différences d'éducation entre les personnes fournissent différents stimulus à différents endroits de cerveau, probablement ayant pour résultat des différences en structures de neurone entre les endroits de cerveau.

Des tissus cérébraux de la région 22 (BA22 de Brodmann, magenta) du lobe temporal ont été souillés avec l'imprégnation de Golgi et soumis au nanotomography de rayonnement de synchrotron pour concevoir les structures en trois dimensions de tissu dans la couche V.

Les ensembles de données obtenus avec ceux de l'endroit BA24 (bleu) du cortex antérieur de cingulate ont été employés pour l'analyse géométrique. Le rendu montre une image en trois dimensions de l'ensemble de données de S1A pris du tissu BA22 du cas de la schizophrénie S1.

La surface pial est vers le haut. Des valeurs de Voxel de 160-800 ont été rendues avec l'algorithme de QG de dispersion utilisant VGStudio (dessins de volume, Allemagne). Barre d'écaille : μm 10. B le réseau neuronal a été reconstruit dans l'espace du même rang cartésien en traçant des structures dans l'image.

D'abord, des neurites ont été balayées en prévoyant le vecteur flow37 de gradient et puis tracées utilisant un Sobel en trois dimensions filter38. Le modèle généré par ordinateur résultant a été examiné et a édité en tant que previously9 rapporté. Le modèle obtenu de l'ensemble de données de S1A a été entraîné utilisant MCTrace22. Les constituants structurels sont de code à couleurs.

La même analyse était répétée pour 34 ensembles de données de 4 4 de contrôle cas de schizophrénie et. La représentation en trois dimensions de cage de C de l'image observée (grise) est superposée sur le modèle structurel d'une dendrite apicale (rouge) indiquée avec un petit cadre à tiret dans le B.

Le plan en trois dimensions est contourné à 3,0 fois où l'écart-type (σ 3,0) du voxel évalue avec une taille de réseau de 97,6 nanomètre. Des noeuds composant la structure sont indiqués avec des octogones. Des coordonnées cartésiennes en trois dimensions de D de la structure tracée ont été employées pour prévoir des paramètres géométriques, y compris la courbure moyenne et la torsion moyenne pour chaque neurite.

Un volume indiqué avec le cadre inférieur à B est magnifié et ses deux neurites représentatives sont mises en valeur, dont le bleu est tortueux et par conséquent a une courbure moyenne élevée, alors que le noir est plutôt droit et par conséquent a une courbure moyenne inférieure.

Les flèches indiquent des positions correspondantes dans le plot de beeswarm qui montre la distribution de courbure de toutes les neurites en cette structure de S1A.

Kraepelin a mis la schizophrénie dans un chapitre sur des troubles métaboliques dans la cinquième édition de son Psychiatrie publié en 1896.

Si on observe le rapport entre la tension de carbonyle et la courbure de neurite dans de futures études complémentaires complémentaires, nous pouvons considérer les résultats mentionnés ci-dessus comme le premier cas proposant un élément de la maladie de schizophrénie comme d'abord prévu par Kraepelin, c.-à-d., un élément de la maladie recensé avec une pathologie (courbure élevée de neurite), le sympt40me (sympt40mes négatifs), le cours de la maladie (développement continuel), et les résultats (résistance de demande de règlement).

Source:
Journal reference:

Mizutani, R., et al. (2021) Structural diverseness of neurons between brain areas and between cases. Translational Psychiatry. doi.org/10.1038/s41398-020-01173-x.