MouseLight项目绘制了小鼠大脑中的1000个神经元(还在增加中)

科学家们在重建老鼠大脑接线图的项目中取得了巨大的成功。
霍华德休斯医学研究所珍妮利亚研究园区的研究人员现在仔细地解开了1000多个纠缠不清的谜团神经元追踪每个细胞在大脑中的分支路线,以确定它的去向以及它与哪些细胞相连。该团队于2019年9月5日在杂志上报告称,如果将这些神经元端到端放置,它们的长度将超过80米,大约是两辆校车的长度细胞.
当Jayaram Chandrashekar和他的同事两年前开始他们的神经制图工作时,神经科学家对哺乳动物大脑的哪些区域相互交流有了大致的了解。但是消息传递基础设施实际上是什么样子在很大程度上是一个谜。对这种电路的详细描述可以帮助科学家更好地理解大脑是如何连接的,以及信息是如何在大脑中传播的。2017年10月,名为MouseLight的神经元追踪项目团队,公布了前300个神经元的数据.现在,他们极大地扩展了数据集,增加了700多个数据集。
钱德拉谢卡尔说:“这是迄今为止此类神经元的最大数字集合。”
随着时间的推移,该团队已经简化了他们的神经元追踪过程。首先,研究小组将一种病毒注入老鼠的大脑,使少量神经元发光。然后,他们使用光学显微镜捕捉被照射神经元的高分辨率图像。计算机程序将2万张图像拼接在一起,绘制出大脑的三维地图。钱德拉谢卡尔说:“这就像把2万个乐高积木拼在一起。”与Janelia的科学计算小组合作开发的算法和软件可以帮助科学家跟踪单个神经元相互交织的路径。目前,追踪一个神经元大约需要一天,但几年前,需要一到两周。
初步数据揭示了老鼠大脑如何连接的新线索。在某些区域,神经元聚集成离散的类别。在其他区域,神经元不容易被划分为特定的类型。钱德拉谢卡尔说,这对信息在大脑中传递的方式意味着什么尚不清楚,但这是未来研究的目标。
尽管如此,大部分的老鼠大脑它包含大约7000万个神经元,仍然是未知的荒野。Janelia小组负责人Karel Svoboda估计,即使是整个大脑布线方案的模糊视图(相当于捕捉主要地标的旅游地图)也需要追踪大约10万个神经元。
到目前为止,MouseLight专注于在大脑的一些区域重建神经元大脑Janelia科学家正在研究的运动皮层下丘脑,下丘脑和丘脑。例如,Svoboda使用了MouseLight数据确定小鼠不同的运动控制途径.
不过,该项目仍在发展中。MouseLight团队分享了他们不断扩大的项目在线数据集钱德拉谢卡尔希望其他科学家也能加入他们的神经元追踪工作。