BARseq已经建立了更好的大脑图

冷泉港实验室教授安东尼·扎多尔(Anthony Zador)已采取下一步措施，以准确解决大脑的接线问题。

神经科学家扎多尔(Zador)的实验室研究大脑的电路如何介导和控制复杂的行为，该组织大约在10年前着手绘制脑功能的三个支柱：连通性，基因表达和生理活性。由于尚无有效执行这项技术的技术，因此他的团队开发了MAPseq，该技术用于绘制不同大脑细胞的连接并更好地了解它们之间的相互作用。多年来，Zador和他的实验室继续改进这项技术。

在最新一期Cell上发表的一项研究中，由博士后研究员，论文的第一作者Chen Xiaoyin Chen领导的Zador实验室介绍了下一代MAPseq BARseq。这项新技术可用于通过精确指出神经元的位置来扩展大脑图。这使BARseq不仅可以确定神经元的连接，还可以确定其基因表达模式和生理活性，这是MAPseq不能解决的两个难题。

扎多尔说：“大脑基本上是一个电路。它是一束相互连接的神经元。”“为了在神经科学领域取得进步，我们实际上必须能够理解那些神经元如何相互连接，并且理想情况下必须能够将它们与神经功能的其他方面(如基因表达和神经元活动)联系起来。”

BARseq旨在帮助研究人员更加接近该目标。它基于与MAPseq相同的概念，并进行了一些重要的升级。

研究人员使用MAPseq标记每个神经元的独特条形码由遗传序列组成。通过跟踪大脑中的这些标签，他们可以看到神经元在哪里发送消息，然后绘制这些信号在大脑不同区域之间形成的路径。这称为大脑连通性。

MAPseq的问题在于，标记神经元的过程(必须将脑细胞混合在一起，分离然后进行标记)导致空间分辨率下降。这个过程产生了模糊的图，这使得研究人员很难看到神经元如何与特定的支柱连接，例如基因表达。低分辨率还阻止了研究人员准确地确定神经元在大脑中的位置。

BARseq通过允许研究人员对神经元进行原位标记或以其原始形式和在大脑中的位置进行标记和排序来解决该问题。Chen说：“因此，基本上，在对条形码进行排序时，您可以确切地看到神经元在哪里。”

该团队使用BARseq绘制了小鼠大脑听觉皮层中3,579个神经元的连接图。将连通性模式与基因表达相匹配，可使科学家表征不同的细胞类型并定义其在大脑中的特定功能。它可能被证明是研究神经回路如何形成的有价值的工具。

扎多尔说：“如果我们能有完整的接线图，地图，就可以为理解思想，意识，决策制定以及这些疾病在自闭症，精神分裂症，抑郁症，强迫症等神经精神疾病中的表现提供基础。”

与其前身一样，BARseq比当前的地图绘制技术便宜，费力且费时。他的实验室用它以相对较低的成本在几周内为每只动物映射了成千上万的神经元。

该团队现在正在完善BARseq，以实现突触分辨率，以实现更清晰，更准确的映射。尽管BARseq可以精确地确定神经连接的起点，但它只能提供对其终点的精确估计。

扎多尔说：“现在，我可以告诉你神经元向哪里发送轴突，但是我不能确切告诉你它与哪些神经元形成突触。”“我们仍然在目的地没有足够的空间分辨率。但是我们正在努力。”

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