延吉人员创建皮质连接的蓝图

有了一点光，一些光敏化合物和专用纸，蓝图就诞生了。作为一个多世纪以来最受欢迎的技术图纸类型，建筑师使用此关键工具来实现快速可重复性以及详细文档的功能。对于施工现场的工人来说，该文档同样重要，因为它包含所有必要的设计信息，所包含组件的特定类型，并作为详细说明所有内容如何组合在一起的指南。如果有任何疑问，通常会快速咨询一下蓝图，以解决问题，并使建设陷入停滞。

但是，当神经科学家对大脑及其内部的复杂连接提出疑问时，会发生什么?甚至有大脑蓝图之类的东西吗?尽管发现大脑中神经元如何形成连接的工作量在不断增长，但研究人员仍然缺乏详细的布线图。建立这种机制将有可能极大地改善我们对大脑的了解，从而揭示出单个结构的独特电路如何赋予我们非凡的能力，例如语言，感官知觉和认知。

交叉单突触跟踪(iMT)原理图。马克斯·普朗克佛罗里达神经科学研究所(MPFI)的研究人员迈出了迈向第一步的第一步，iMT是结合狂犬病毒介导的单突触追踪原理和Cre / Flp重组酶依赖性交叉标记法的一种新型遗传策略。 )已开发出一种新颖的技术，能够以前所未有的灵敏度来跟踪复杂的神经连接。在《自然神经科学》的最新出版物中，谷口弘树博士实验室的研究人员证明了该方法无与伦比的特异性和高通量性质。通过将先进的遗传工具与已建立的单突触追踪技术创新地结合在一起，谷口实验室已经创建了一个功能强大的新工具，称为交叉单突触追踪(iMT)，能够解开大脑内复杂的回路。信用：MPFI

学习专门的类被称为抑制性脑细胞，谷口实验室有兴趣寻找到这些不同的细胞如何组装成大脑皮层的各个区域的电路。通常，这些细胞起着改善，塑造和平衡信息处理的作用，但它们的功能障碍与自闭症，精神分裂症和癫痫病等疾病有关。阐明这些抑制回路如何发挥作用，将开创诊断和治疗脑部疾病的新方法。阻碍阐明大脑皮层回路的一个具有挑战性的方面是大脑中神经元的多样性。

Taniguchi博士解释说：“虽然细胞多样性使大脑如此独特，但它也为研究单个回路提供了很大的困难。例如，我们在实验室中研究的典型抑制性回路;一个通过信息传递信息的兴奋性主要神经元从一个大脑区域到另一个大脑区域的距离很长，并且有多个与其形成联系的抑制神经元。乍一看，这个模型似乎很简单，但实际上，存在多种类型的主要和抑制性中间神经元。根据主要神经元的位置，功能和皮层内的深度进行非常特定的连接。无法查看由抑制性神经元的每个亚群形成的特定连接，无法形成准确的电路图。

谷口实验室的博士后研究员，论文的第一作者迈克尔·艾特曼(Michael Yetman)博士指出，他们想要一种可以穿透大脑细胞多样性，并且仅针对特定神经元亚型的技术。“通过这种方式，我们可以比较和对比每种独特子类型的连接，并研究它们形成的电路的类型，” Yetman解释说。

开发iMT就是出于这一目标，克服了以前使用的跟踪大脑内部连接的方法的局限性。电刺激和单突触追踪等技术要么效率低下，要么缺乏精确追踪大脑中许多不同细胞类型的连接所必需的灵敏度。iMT建立在其前身的基础上，但具有创新性，对传达技术的敏感性至关重要。

Yetman解释说：“单突触追踪利用了一种狂犬病病毒的改良形式，这种狂犬病病毒缺乏必需的蛋白质，从而将病毒限制在单个的起始细胞中，并防止了周围其他细胞的感染。”“但是，如果蛋白质和病毒一起仅在起始细胞中表达，那么该病毒就具有跳跃和感染附近细胞的能力。为了研究大脑中的神经元，我们可以在主要神经元中表达该病毒和蛋白质并观察当病毒将突触连接仅跳至直接连接的神经元时，一旦到达那里，病毒在某种程度上被卡住而没有必需的蛋白质，并告诉神经元开始表达荧光蛋白。在显微镜下，我们可以看到直接连接的细胞到我们的入门神经元。

为了克服这一局限性，研究小组增加了一个额外的遗传成分，该成分可以可靠地且特异性地靶向中间神经元的单个亚型。一旦病毒到达包含该成分的细胞亚型，就会表达第二个新的荧光蛋白。现在，科学家有能力可视化整个中间神经元连接以及特定中间神经元亚型的连接。iMT已经证明具有突破性意义，它揭示了关键抑制亚型以及与不同大脑区域的主要神经元建立联系的相同亚型的神经元间电路设计的巨大差异。

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