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神经系统的完整连接图:更新

科学生物学神经系统的完整连接图:更新

成功绘制雄性和雌性蠕虫的完整神经网络是了解神经系统功能的重要进展。

我们的神经系统是神经和特殊细胞的错综复杂的连接,称为 神经元 它将信号传输到身体的不同部位。 人类 拥有数十亿个神经元,它们通过大型突触连接网络进行通信。 了解神经系统中连接的“电气线路”对于了解其内聚功能的传递和模拟生物体行为非常重要。

在 3 月 XNUMX 日发表的一项研究中 自然,研究人员描述了动物两性神经系统的第一个完整连接图——线虫 秀丽隐杆线虫. 这种微小的 1 毫米长的成年蛔虫只有大约 1000 个细胞,因此它的神经系统非常简单,只有大约 300-400 个神经元。 秀丽隐杆线虫 由于与人类的相似性,已被用作神经科学的模型系统。 它被认为是最终理解由超过 100 亿个神经元组成的复杂人脑的好模型。 三十多年前进行的一项早期研究绘制了雌性蛔虫(线虫)神经系统的连接图 秀丽隐杆线虫 尽管不太详细。

在目前的研究中,研究人员分析了现有的成年男性和女性的新电子显微照片 蠕虫 并使用专门的软件将它们拼凑起来,以创建完整的两性接线图。 这个图就像一个“神经元图”,被称为“连接组”。 矩阵图包含所有 (a) 单个神经元之间的连接,(b) 神经元与肌肉和其他组织之间的连接以及 (c) 整个动物肌肉细胞之间的突触。 雄性和雌性蠕虫的突触通路非常相似,尽管突触的数量在强度上有所不同,因此在多个层面上对特定性别的雄性和雌性行为的特征负责。 从感觉输入到终末器官输出的详细映射有助于推断这些动物如何对其外部环境做出反应,以及哪些神经连接负责哪些特定行为。

蠕虫神经系统的“结构”是量化绘制大脑、其区域和神经系统内部不同神经连接以破译蠕虫行为的重要一步。 这些动物的行为方式可以帮助确定可能会动摇并导致疾病的神经连接。 蛔虫神经系统中的许多分子与人体神经系统相似。 这项研究可以帮助我们最终了解人类神经系统的联系及其与健康和疾病的关系。 由于已知许多神经和精神疾病是由这种“线路”中的某些问题引起的,因此了解联系可以帮助我们开发针对不同精神疾病的疗法。

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{您可以通过单击下面引用来源列表中给出的 DOI 链接来阅读原始研究论文}

来源(S)

1. 库克、SJ 等人。 2019. 秀丽隐杆线虫两性的全动物连接组。 自然。 571 (7763)。 https://doi.org/10.1038/s41586-019-1352-7
2. White JG 等。 1986. 线虫秀丽隐杆线虫的神经系统结构。 Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci。 314(1165)。 https://doi.org/10.1098/rstb.1986.0056

赛欧团队
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