脊椎動(dòng)物大腦的新 3D 數(shù)字圖譜

每個(gè)生物體的組織都是從幾個(gè)分裂和移動(dòng)的細(xì)胞發(fā)育而來(lái)，直到它們到達(dá)最終目的地和位置。某種組織或器官如何形成的過(guò)程稱為形態(tài)發(fā)生，而神經(jīng)元的誕生稱為神經(jīng)發(fā)生。

由 ICREA Acadèmia 教授和研究員 Cristina Pujades 領(lǐng)導(dǎo)的 UPF 神經(jīng)發(fā)育動(dòng)力學(xué)研究小組的研究人員利用斑馬魚的后腦研究了這兩個(gè)過(guò)程。因此，他們創(chuàng)建了一個(gè) 3D 地圖集，可以找出確定形式的神經(jīng)元分化何時(shí)發(fā)生，此外，他們還表明神經(jīng)元在組織中的最終位置取決于它們的出生時(shí)間和地點(diǎn)。研究結(jié)果最近發(fā)表在eLife雜志上。

“我們目前使用的顯微鏡??和圖像分析技術(shù)令人印象深刻，讓我們能夠?qū)崟r(shí)看到細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)和許多生物結(jié)構(gòu)的形成，”Pujadas 解釋說(shuō)。“但是量化我們觀察到的生物學(xué)是非常復(fù)雜的，通常在生物學(xué)中，量化和測(cè)量越來(lái)越困難。例如，量化大腦的體積是非常復(fù)雜的，因?yàn)樗皇峭|(zhì)的，它不像足球那樣具有相同的均勻分布層。”

目前有一些工具可以在 2D 中進(jìn)行量化，但很少有人在 3D 中這樣做。該團(tuán)隊(duì)與巴塞羅那歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室 (EMBL Barcelona) 合作，開(kāi)發(fā)了一種管道或包含各種任務(wù)或功能的程序，以從結(jié)合不同信號(hào)的顯微圖像生成 3D 模型，從而可以查看內(nèi)部結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，他們使用了自己開(kāi)發(fā)的平臺(tái)DAAKER 。

因此，他們結(jié)合了已經(jīng)為其他功能發(fā)布的算法，并以不同的方式將它們結(jié)合起來(lái)，以便能夠應(yīng)用它們來(lái)回答他們的生物學(xué)問(wèn)題：神經(jīng)元種群如何增長(zhǎng)?興奮性(谷氨酸)和抑制性(GABAergic)神經(jīng)元是如何產(chǎn)生的?

“我們看到，通過(guò)使用使我們能夠可視化特定細(xì)胞群的熒光標(biāo)記，我們可以將它們用作組織形成過(guò)程中每個(gè)細(xì)胞的整個(gè)生命史的生物標(biāo)記，并計(jì)算它們占據(jù)的體積。這使我們能夠可視化和量化我們以前看不到的參數(shù)。”

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