China hat das größte digitale Modell des Mausgehirns mit 6.357 Neuronen erstellt

Mithilfe optischer Bildgebungstechnologie haben Forscher des Kompetenzzentrums in

Gehirnwissenschaften und intelligente Technologien(CEBSIT) hat 161 Mäusegehirne gescannt. Wissenschaftler identifizierten 6.357 einzelne Neuronen im präfrontalen Kortex dieser Säugetiere und bestimmten ihre Morphologie (Struktur und Form). Die Autoren der Arbeit identifizierten 64 Subtypen von Neuronen basierend auf der Ähnlichkeit der Struktur ihrer Axone.

Forscher untersuchten räumlicheVerteilung einzelner Neuronen-Subtypen in verschiedenen Bereichen des präfrontalen Kortex und der Gehirnschichten. Die gewonnenen Daten wurden auf einer Karte visualisiert. Wissenschaftler analysierten das Verbindungsnetzwerk innerhalb des präfrontalen Kortex und rekonstruierten es als hochauflösendes 3D-Modell.

Das Computermodell ist unter dem Link gemeinfrei veröffentlicht.

Ein Beispiel für die Visualisierung der Prozesse zweier getrennter Neuronen. Quelle: CEBSIT

Wie Wissenschaftler bemerken, die Rekonstruktion des Netzwerks von AxonenDas Gehirn auf der Ebene einzelner Zellen ist eine äußerst komplexe Aufgabe, die die konsistente Erstellung hochwertiger dreidimensionaler Bilder einzelner Neuronen erfordert. Jeder dieser Snapshots wiegt mehrere TB. Dies ist ein äußerst mühsamer und komplexer Prozess, der viel Zeit in Anspruch nimmt.

Um dieses Problem zu lösen, haben Forscher entwickeltdas Fast Neurite Tracer (FNT)-Programm, das halbautomatisch die Prozesse einzelner Neuronen auf der Grundlage der Analyse von Lasermikroskopiedaten scannt.

Ein Beispiel für die Visualisierung der Prozesse von fünf einzelnen Neuronen. Quelle: CEBSIT

Informationsinteraktion zwischen IndividuumBereiche der Großhirnrinde werden mit Hilfe von Axonen - langen Fortsätzen von Neuronen - versorgt. Wie die Forscher anmerken, neigen Neuronen verschiedener Subtypen dazu, an verschiedenen Gehirnfunktionen beteiligt zu sein. Um die Prinzipien des Gehirns zu verstehen, ist es daher wichtig, die verschiedenen Subtypen von Neuronen und ihre internen Verbindungen zu untersuchen.

Wissenschaftler betonen, dass der präfrontale Kortex istEs ist das Zentrum, das für höhere kognitive Funktionen des Gehirns verantwortlich ist, einschließlich Entscheidungsprozesse, Arbeitsgedächtnis und Aufmerksamkeit. Verstöße in diesem Bereich können verschiedene neuropsychiatrische Erkrankungen verursachen. Axone erstrecken sich von Neuronen im präfrontalen Kortex zu fast jedem anderen Bereich des Gehirns, einschließlich anderer Bereiche des Kortex, des Striatums, des Thalamus, des Mittelhirns und des Hinterhirns.

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