科学家捕捉老鼠的脑细胞啃神经元的详细的快照

乔安布坎南博士是深入的数据。一点击一次,她扫描通过分支,扭转3 d形状的老鼠的大脑细胞在她的电脑显示屏上了。然后布坎南,艾伦研究所的一位科学家,看到奇怪的东西:一种脑细胞的她不熟悉。

“他们这样美丽的细胞,它们很漂亮。我只是着迷,”布坎南说。这些大脑细胞小于神经元,但正如复杂,被称为少突细胞前体细胞,或简称为信息公开化。“我看到了一些在他们从未见过的,”布坎南说。

她并不意味着比喻。她确实看到了一些在这个OPC,没有其他人spotted-machinery能够消化的部分其他细胞。

信息公开化,结果被咬掉,吞下细碎的邻近的神经元。这听起来残忍,但这是一个正常的过程在大脑中。它被称为突触修剪它主要发生在我们大脑的早期发展。神经元形成新的的密切关系也称为突触和失去旧的,其他细胞在大脑中清理和处置多余的物理机械连接。

布坎南和她的同事发表了一篇文章描述了这种新neuron-nibbling角色信息公开化的杂志美国国家科学院院刊》上。以前,这个synapse-junk牵引被认为是小胶质细胞的范围,一种免疫细胞专门用于大脑。小胶质细胞被称为大脑的垃圾处理系统以这个任务,当布坎南第一次与他人讨论了她的发现,一些科学家不相信信息公开化可以修剪神经元。

这种细胞吃被称为吞噬作用从古希腊语phagein,这意味着消费或吞噬。细胞被吞噬细胞吞噬功能。

“这一发现是一个完整的惊喜,因为这被认为是microglia-they的主要目的是被称为大脑的主要吞噬细胞,”布坎南说。”,突然之间,这是其他细胞。”

信息公开化已知会导致另一种称为大脑细胞少突胶质细胞周围,形成厚,白色绝缘包的神经。电气绝缘,也称为髓,构成大脑的“白质”也是关键大脑结构屈服于自身免疫性疾病多发性硬化症损害。

但科学家们怀疑有一段时间,信息公开化找点别的事做除了生成这些绝缘脑细胞,因为有太多的人在大脑中。艾伦研究所团队的结果指向另一个可能的对这些细胞的作用。

“这些细胞越来越欣赏了,”德怀特Bergles说,博士,教授约翰霍普金斯大学医学院的神经科学和OPC研究合著者。“但是你会很难找到他们在神经科学教科书,讨论,尽管他们约占5%的所有细胞在中枢神经系统。”

新事物的数据

他们的发现是由于大规模数据集布坎南帮助创建、收集详细的三维形状的近200000个脑细胞出现在一块grain-of-sand-sized的老鼠的大脑。

使用一个大脑细胞数据集生成电子显微镜捕捉影像,用一束轰击一片的大脑专注电子。因为电子比光的波长要短的多,电子显微镜可以捕获微小细节比光学显微镜分辨率高得多。艾伦研究所的电子显微镜使用一束电子穿过一片薄薄的材料;老鼠大脑的沙粒大小的块切成25000年之前难以置信的薄片的研究团队成像。

布坎南与电镜数据一直在她的整个职业生涯,现在40多年。但是她从来没有接触过这样的数据集,她说。首先,它除了庞大的规模只有住房很多细胞,它足够大来捕获复杂,分支神经元和其他脑细胞全部在与相邻细胞之间的关系。但最重要的是发现布坎南对信息公开化,数据集已经从原来的超薄切片计算缝合成美丽,整个细胞的三维可视化。

这个项目花了5年时间,许多科学家团队来完成。它是由艾伦研究所合作,贝勒医学院和普林斯顿大学,生成计算3 d模型,允许这样的深入探索。

现在,科学家们在所有三个组织收集从巨大的见解,3 d数据集。因为数据是公开的,任何人谁想也可以深入研究成千上万的结构在老鼠大脑的小斑点。

艾伦研究所团队主要集中在小鼠神经元的结构,组成略低于一半的细胞数据集,努诺·Macarico da Costa说,博士,副研究员艾伦脑科学研究所和OPC研究合著者。但是有更多的研究在数据比神经元信息公开化。

“这个发现只是可能的混合物乔安的洞察力和数据集的规模,”da Costa说。“她教我们所有关于数据的新东西。”