研究大腦的中繼過(guò)程以指導(dǎo)大腦疾病的治療

新研究表明，細(xì)胞在丘腦內(nèi)收集的數(shù)據(jù)比以往認(rèn)為的要多，丘腦是大腦中感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)能力的中繼站。這可能會(huì)改變藥物治療精神分裂癥、癲癇和其他腦部疾病的方式。

我們的大腦負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和解釋我們每天認(rèn)為理所當(dāng)然的許多行為，從走路和跑步到視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)。為了協(xié)調(diào)通過(guò)大腦發(fā)射的感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)信號(hào)，需要某種中繼站，在這種情況下，是丘腦，大約位于中腦的兩個(gè)小葉。

丘腦內(nèi)的神經(jīng)元傳統(tǒng)上很難研究，但了解它們?nèi)绾螏椭邮蘸蛡鬏敻杏X(jué)和運(yùn)動(dòng)技能的重要信號(hào)可能有一天會(huì)為患有某些腦部疾病的人帶來(lái)新的醫(yī)療保健。

芝加哥大學(xué)和美國(guó)能源部 (DOE) 阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員進(jìn)行的一項(xiàng)新工作揭示了丘腦中以前未被發(fā)現(xiàn)的感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)信息的融合或合并，這可能使科學(xué)更接近這一目標(biāo)。治療。

科學(xué)家認(rèn)為丘腦有助于傳遞感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)信號(hào)并調(diào)節(jié)意識(shí)和警覺(jué)性。但這項(xiàng)新研究揭示了丘腦如何接收不同類型的信息并將其傳遞到皮層的所有部分的復(fù)雜性。

該團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)表在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊上。

為了開(kāi)發(fā)這種更具包容性的丘腦作用圖景，該團(tuán)隊(duì)依賴于來(lái)自各種科學(xué)領(lǐng)域的工具，包括遺傳學(xué)、病毒學(xué)、分子生物學(xué)和微生物學(xué)，以及各種成像技術(shù)。

“阿貢的工具幫助我們發(fā)現(xiàn)了這種我們?cè)谄渌闆r下永遠(yuǎn)不會(huì)看到的融合，”阿貢生物科學(xué)部門的神經(jīng)生物學(xué)家和芝加哥大學(xué)的博士后學(xué)者 Vandana Sampathkumar 說(shuō)。

該團(tuán)隊(duì)使用電子顯微鏡從小鼠大腦中收集了數(shù)千張圖像。圖像以數(shù)字方式重新組裝或拼接到本地桌面上，然后在 Argonne 的可視化計(jì)算機(jī) Cooley 上對(duì)齊，以進(jìn)行 3D 重建。

“我們假設(shè)細(xì)胞從一個(gè)地方接收信息，然后將這些信息以最小的改動(dòng)發(fā)送到另一個(gè)地方。但事實(shí)上，情況并非如此，”Sampathkumar 說(shuō)。â <“數(shù)量驚人的細(xì)胞接收來(lái)自不同地方的信息并在傳遞之前進(jìn)行整合。”

它有 â <“許多雜亂、復(fù)雜的輸入和輸出，”芝加哥大學(xué)神經(jīng)科學(xué)專業(yè)學(xué)生和團(tuán)隊(duì)成員安德魯·J·米勒-漢森(Andrew J. Miller-Hansen)補(bǔ)充道。

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