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La technique neuve élucide l'architecture de fibre de la question blanche du cerveau

L'esprit humain est un bourdonnement continuel d'activité, avec ses 86 milliards de cellules nerveuses (neurones) envoyant les signes électriques d'une région du cerveau à l'autre. Les signes se déplacent le long des fibres de question blanche, un labyrinthe des fibres comme un fil, provoquant éventuel toutes les fonctions cérébrales. L'exposition de ces grandes routes comme un fil entre les neurones a été un défi de longue date pour la neurologie. Les méthodes existantes pour tracer ces circuits neuraux au niveau cellulaire sont l'un ou l'autre de limitées aux études des animaux ou exigent le matériel hautement spécialisé pour l'acquisition de données et le traitement.

Récent, une approche nouvelle pour tracer et concevoir ces fibres nerveuses a été développée par professeur Aviv Mezer et M. Roey Schurr, neurologistes à l'université hébreue de Jérusalem (HUJI) 's Edmond et lis Safra centrent pour les sciences du cerveau (ELSC). Elles ont utilisé une technique qui a été autour pendant presque 140 années, mais n'ont été jamais employées pour étudier l'architecture de fibre de la question blanche du cerveau. Leurs découvertes étaient aujourd'hui publié en la Science prestigieuse de tourillon.

Les neurones eux-mêmes ont été longtemps étudiés utilisant la souillure violacée de Nissl qu'une souillure a inventée par l'étudiant en médecine allemand Franz Nissl pendant les 1880s. Son utilisation en souillant des neurones a révolutionné notre compréhension du cortex - la couche grise extérieure du cerveau. Cependant, l'équipe hébreue d'université sont la première pour employer les parts de cerveau souillées par Nissl pour indiquer des voies de fibre dans la question blanche.

La question blanche du cerveau se compose principalement des fibres nerveuses et d'un groupe de cellules connues sous le nom de glia. Ces cellules glial, jusque très à récent, ont été en grande partie ignorées et vraisemblablement les remplissages plutôt sans importance de l'espace dans le cerveau - en fait leur nom « glia » vient du grec ancien, voulant dire la « colle ». Quand Schurr a joint le laboratoire de Mezer en tant qu'étudiant au doctorat, il a décidé de regarder quelques illustrations de Nissl a souillé le tissu cérébral.

« C'était juste curiosité, » a indiqué Schurr, les « manuels sont pleins des illustrations, mais j'ai voulu comprendre à ce qu'a ressemblé réellement la question blanche du cerveau. » À la surprise de Schurr, il a remarqué que les cellules glial ont formé une configuration des rangées courtes. D'ailleurs, les rangées glial ont semblé aligner avec les fibres nerveuses locales. « Nous avons fait une révision de littérature complète et avons trouvé un article 1992 qui a déjà décrit cet organisme de cellules glial, » Schurr partagé, « mais ceci trouvant n'a pas suscité l'attention qu'il a méritée dans notre domaine. »

L'autre recherche a succédé, mais récent Schurr est revenu à l'observation exceptionnelle qu'il avait effectuée. Les chercheurs se sont rendus compte qu'à l'aide des outils de calcul simples de l'inducteur d'à traitement d'images, ils pourraient capitaliser de l'organisme modelé de cellules pour découvrir l'architecture de blanc-question.

J'ai été stupéfié quand nous nous sommes appliqués la première fois cette technique à une part Nissl-souillée du cerveau. Dans des images Nissl-souillées, la question blanche a une apparence homogène faible. L'application de quelques outils de calcul a soudainement mis en évidence un plan coloré dépeignant l'architecture fine des fibres de blanc-question, qui a été cachée là tout au long de. Nous l'avons immédiatement identifiée comme pièce du puzzle importante que les scientifiques avaient recherché dans l'étude de la question blanche. »

Professeur Aviv Mezer, neurologiste, université hébreue de Jérusalem

Cette technique, nommée par les chercheurs hébreux d'université comme Nissl-ST (« tenseur basé sur Nissl de structure »), peut être appliquée à la question blanche dans toutes les parts de cerveau qui ont subi la souillure de Nissl. Puisque la souillure de Nissl est la souillure la plus courante utilisée en science du cerveau, il y a une grande partie à trouver tout autour du monde, y compris des ensembles de données chiffrés et des atlas d'open-source des parts de cerveau souillées par haute définition.

« L'application de Nissl-ST, » Mezer a conclu, « a le potentiel grand pour les futures études de la question blanche dans le développement du cerveau normal, le vieillissement et les déclarer pathologiques qui affectent la question blanche, telle que le neurodegeneration et la schizophrénie. »

Source:
Journal reference:

Schurr, R & Mezer, A.A., (2021) The glial framework reveals white-matter fiber architecture in human and primate brains. Science. doi.org/10.1126/science.abj7960.