小鼠新神經(jīng)元中的神經(jīng)元如何形成數(shù)十億個突觸連接？

神經(jīng)元之間突觸連接的結(jié)構(gòu)決定了它們的活動和功能。到目前為止，這種所謂的連接器的完整快照的測量只在比銷頭小的小體積中完成。對于更大的體積，由極細(xì)但很長的纖維束形成的長距離連接只針對少數(shù)單個神經(jīng)元進行研究，這遠(yuǎn)不是一個完整的圖像。或者，已經(jīng)在宏觀尺度上對其進行了研究，這是一種“簡化”的觀點，不能提供單細(xì)胞分辨率的平均特征。

在《自然通訊》雜志上發(fā)表的一篇論文中，藍(lán)色大腦的研究人員表明，訣竅是將這兩種觀點結(jié)合起來。通過整合來自兩個最新數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)——艾倫老鼠大腦連接圖譜(Allen Mouse Brain Connectivity Atlas)和賈尼婭老鼠光(Janelia Mouse light)——研究人員確定了一些關(guān)鍵規(guī)則，這些規(guī)則決定了哪些神經(jīng)元可以在新皮層形成長距離連接。這是可能的，因為這兩個數(shù)據(jù)集在整個新皮層和所提供的細(xì)胞分辨率上是互補的。

* *單細(xì)胞分辨率下極其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)* *

基于他們以前對局部腦回路建模的工作，研究人員可以將這些新皮質(zhì)連接原理參數(shù)化，并生成與之兼容的統(tǒng)計連接示例。當(dāng)他們研究獲得的結(jié)構(gòu)時，他們發(fā)現(xiàn)了一些令人著迷的東西；就細(xì)胞分辨率而言，迄今為止僅在相鄰神經(jīng)元之間看到的令人驚訝的復(fù)雜結(jié)構(gòu)現(xiàn)在也連接了大腦不同區(qū)域和兩端的神經(jīng)元。這相當(dāng)于之前在人腦中發(fā)現(xiàn)的自相似性規(guī)則(MRI數(shù)據(jù))，預(yù)測會延伸到單個神經(jīng)元的層面。

首席研究員邁克爾萊曼說，“這讓我重新思考我對這些遠(yuǎn)程連接的看法”。“它們被描述為連接或同步整個大腦區(qū)域的鈍電纜。但也許他們有更多，更具體的單個神經(jīng)元。這是我們從一些比較粗糙的原理中學(xué)到的。我希望我們將來通過改進的方法找到更多。”

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