ملخص: كشف الباحثون النقاب عن المبادئ التنظيمية الرئيسية في الدماغ ، وذلك بفضل رسم خرائط معقدة لمستقبلات الناقل العصبي.
قدم الفريق ، الذي يدرس أدمغة قرود المكاك ، فهمًا أعمق لكيفية تمييز دماغنا بين الأفكار والعواطف المحفزة داخليًا وخارجيًا.
توفر مجموعة البيانات الشاملة الخاصة بهم ، والتي يمكن الوصول إليها الآن للجمهور ، منظورًا فريدًا في الأعمال الدقيقة والكليّة للدماغ.
لا تعد النتائج بتعزيز فهمنا لوظائف الدماغ الطبيعية فحسب ، بل يمكنها أيضًا توجيه تطوير علاجات جديدة تستهدف وظائف دماغية محددة.
مفتاح الحقائق:
- رسم الفريق مستقبلات الناقلات العصبية في أدمغة قرود المكاك ، وهو اختراق يمكن أن يساعدنا في فهم كيف يفرق الدماغ بين المحفزات الداخلية والخارجية.
- يمكن لخريطة تفصيلية لـ “إشارات المرور” للدماغ أن تفتح الباب لفهم وظائف الدماغ بعمق وربما توجيه تطوير علاجات جديدة.
- تربط مجموعة البيانات الشاملة التي تم إنشاؤها ، والتي تم إتاحتها للجمهور ، مقاييس مختلفة من علم الأعصاب ويمكن أن تساعد في سد الفجوة بين الدراسات المجهرية ودراسات علم الأعصاب للدماغ بالكامل.
مصدر: جامعة بريستول
اكتشف العلماء أن أنماط المستقبلات تحدد المبادئ التنظيمية الرئيسية في الدماغ.
قام فريق دولي من الباحثين ، يدرسون أدمغة قرود المكاك ، برسم مستقبلات الناقلات العصبية ، وكشفوا عن دور محتمل في تمييز الأفكار والعواطف الداخلية عن تلك الناتجة عن التأثيرات الخارجية.
تم إتاحة مجموعة البيانات الشاملة للجمهور ، لتكون بمثابة جسر يربط بين مقاييس مختلفة من علم الأعصاب – من الميكروسكوب إلى الدماغ كله.
أوضح المؤلف الرئيسي شون فروديست والش ، من قسم علوم الكمبيوتر بجامعة بريستول: “تخيل الدماغ كمدينة. في السنوات الأخيرة ، ركزت أبحاث الدماغ على دراسة طرقها ، ولكن في هذا البحث ، قمنا بعمل الخريطة الأكثر تفصيلاً حتى الآن لإشارات المرور – مستقبلات الناقل العصبي – التي تتحكم في تدفق المعلومات.
“لقد اكتشفنا أنماطًا في كيفية ترتيب” إشارات المرور “تساعدنا على فهم وظيفتها في الإدراك والذاكرة والعاطفة.
“يشبه الأمر العثور على مفتاح تدفق حركة المرور في المدينة ، ويفتح إمكانيات مثيرة لفهم كيفية عمل الدماغ الطبيعي.
“يحتمل في المستقبل أن يستخدم باحثون آخرون هذه الخرائط لاستهداف شبكات ووظائف دماغية معينة بأدوية جديدة.
“تهدف دراستنا إلى إنشاء الخريطة الأكثر تفصيلاً حتى الآن عن” إشارات المرور “هذه.”
استخدم الفريق تقنية تسمى التصوير الشعاعي الذاتي للمستقبلات في المختبر لرسم خريطة لكثافة المستقبلات من ستة أنظمة مختلفة من الناقلات العصبية في أكثر من 100 منطقة بالمخ.
للعثور على الأنماط في هذه البيانات الضخمة ، طبقوا تقنيات إحصائية واستخدموا تقنيات تصوير الأعصاب الحديثة ، جنبًا إلى جنب مع المعرفة التشريحية الخبيرة. سمح لهم ذلك بالكشف عن العلاقات بين أنماط المستقبلات وتوصيل الدماغ والتشريح.
من خلال فهم تنظيم المستقبلات عبر الدماغ ، من المأمول أن تتمكن الدراسات الجديدة من ربط نشاط الدماغ وسلوكه وعمل الأدوية بشكل أفضل.
علاوة على ذلك ، نظرًا لأن المستقبلات هي أهداف الأدوية ، يمكن أن يوجه البحث في المستقبل تطوير علاجات جديدة تستهدف وظائف دماغية محددة.
وأضاف الدكتور فروديست والش: “بعد ذلك ، نهدف إلى استخدام مجموعة البيانات هذه لتطوير نماذج حسابية للدماغ.
ستساعدنا نماذج الشبكات العصبية المستوحاة من الدماغ على فهم الإدراك الطبيعي والذاكرة ، بالإضافة إلى الاختلافات في الأشخاص الذين يعانون من حالات مثل الفصام أو تحت تأثير مواد مثل “الفطر السحري”.
“نحن نخطط أيضًا لدمج النتائج بشكل أفضل عبر الأنواع – ربط علم الأعصاب المفصل على مستوى الدائرة الذي يتم إجراؤه غالبًا في القوارض ، بنشاط الدماغ الواسع النطاق الذي يُلاحظ عند البشر.”
يمكن أن يؤدي إنشاء خرائط يمكن الوصول إليها بشكل مفتوح لتعبير المستقبلات عبر القشرة الدماغية التي تدمج بيانات التصوير العصبي إلى تسريع الترجمة عبر الأنواع.
أضاف نيكولا بالوميرو غالاغر ، باحث HBP في Forschungszentrum Jülich: “يتم إتاحتها مجانًا لمجتمع علم الأعصاب عبر البنية التحتية EBRAINS التابعة لمشروع الدماغ البشري ، بحيث يمكن استخدامها من قبل علماء الأعصاب الحسابيين الآخرين بهدف إنشاء نماذج أخرى مستنيرة بيولوجيًا”. وكبير مؤلفي الورقة.
فريق الباحثين العالمي من جامعة بريستول ، جامعة نيويورك ، مشروع الدماغ البشري ، مركز الأبحاث جوليتش ، جامعة دوسلدورف ، معهد تشايلد مايند وجامعة باريس سيتي.
حول هذا البحث في أخبار علم الأعصاب
مؤلف: لورا توماس
مصدر: جامعة بريستول
اتصال: لورا توماس – جامعة بريستول
صورة: تُنسب الصورة إلى أخبار علم الأعصاب
البحث الأصلي: الوصول المفتوح.
“تدرجات تعبير مستقبل الناقل العصبي في قشرة المكاك ‘بقلم شون فروديست والش وآخرون. علم الأعصاب الطبيعي
خلاصة
تدرجات تعبير مستقبل الناقل العصبي في قشرة المكاك ‘
تعتمد ديناميكيات ووظائف الدوائر العصبية على التفاعلات التي تتم بوساطة المستقبلات. لذلك ، هناك حاجة إلى خريطة شاملة لتنظيم المستقبلات عبر المناطق القشرية. في هذه الدراسة ، استخدمنا التصوير الشعاعي الذاتي لمستقبلات المختبر لقياس كثافة 14 نوعًا من مستقبلات الناقل العصبي في 109 منطقة من قشرة المكاك.
قمنا بدمج بيانات المستقبلات مع بيانات الاتصال التشريحية والجينية والوظيفية في مساحة قشرية مشتركة. اكتشفنا التدرج الرئيسي لتعبير المستقبل لكل خلية عصبية. هذا يتماشى مع التسلسل الهرمي القشري من القشرة الحسية إلى المناطق المعرفية العليا.
التدرج الثاني ، مدفوعًا بالسيروتونين 5-HT1 أ المستقبلات ، القمم في الحزامية الأمامية ، الوضع الافتراضي والشبكات البارزة. وجدنا نمطًا مشابهًا لـ 5-HT1 أ التعبير في الدماغ البشري. وبالتالي ، قد يكون المكاك نموذجًا انتقاليًا واعدًا لمعالجة واضطرابات هرمون السيروتونين.
قد تتيح تدرجات المستقبلات معالجة سريعة وموثوقة للمعلومات في المناطق القشرية الحسية والتكامل البطيء والمرن في المناطق المعرفية العليا.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”
