El primer gran paso en la creación de un mapa del cerebro humano se hace

La ruta de acceso a la comprensión del cerebro humano en su larga y difícil, y uno de los pilares fundamentales en este camino, la construcción de la base de datos. En los últimos años, los neurocientíficos han puesto en marcha varios proyectos ambiciosos, para comprender las relaciones de las neuronas que nos hacen a las personas y permiten darse cuenta. Henry Маркрам en el reino unido encabeza el Human Brain Project, un plan de construcción de un modelo informático del cerebro valorado en 1,3 millones de dólares. En estados unidos la iniciativa BRAIN (Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies) espera a sus propios interesante manera de crear un mapa dinámico de la actividad de 86 mil millones de neuronas.

Ahora Алленовский instituto de ciencias del cerebro, el jugador clave de la iniciativa BRAIN, ha puesto en marcha una base de datos sobre neuronales de los tipos de células, que actúa como un primer paso en el camino hacia la plena comprensión del cerebro. Esta es la primera piedra angular de 10 años de antigüedad, plan de MindScope, que tiene por objeto determinar el funcionamiento del sistema de visión del ratón y comienza con el desarrollo funcional de la taxonomía de los diferentes tipos de neuronas en su cerebro.

"El gran plan es tratar de entender cómo funciona el cerebro", dice lydia Ng, director de tecnología de la base de datos. — Los tipos de células son los bloques de construcción del cerebro y la creación de un modelo de gran tamaño, su ubicación conjunta, nos ayudará a entender toda la actividad que se desarrolla en el proceso de percepción de algo y crea una acción basada en la percepción".





Allen Cell Types Database, алленовская la base de datos de tipos de células, a primera vista, parece sencillo. La primera edición incluye toda la información acerca de 240 neuronas de cientos de miles en la corteza visual del ratón, con énfasis en la electrofisiología de las células: los impulsos eléctricos que activan las neuronas, con lo que se inicia un patrón de actividad neuronal que lleva a la percepción y la acción. Pero la comprensión de estas células individuales suficiente para exponer sus más grandes de la categoría, será fundamental para la comprensión del cerebro como un todo, algo como un período de la tabla periódica, que era necesario para la instalación de los principales químicas de los principios.

Aunque los investigadores han recorrido un largo camino en el estudio del cerebro, la mayor parte de la información que ellos tienen, es presentada o en forma de una gran imagen en forma funcionales scan, que muestran la actividad en áreas del cerebro, o en pequeña escala, como la expresión de los neurotransmisores y sus receptores en las neuronas individuales. Pero la relación entre estas dos escalas — como una acción conjunta de miles de millones de neuronas se reflejan en паттернах la actividad y el comportamiento es impreciso. Neurólogos, incluso, no tienen una idea clara de cómo hay un montón de diferentes tipos de células, y esto es importante para la comprensión de su trabajo. "Muchas fundamental de la información simplemente no existe", dice allan jones, CEO del proyecto, por lo tanto, cuando empezamos, nos hemos centrado en el llamado редукционистском enfoque, tratando de entender las partes de un todo".

Cuando la base de datos completa, es la primera en el mundo capaz de recoger la información de las células individuales en cuatro sencillos, pero importantes aspectos: la forma de la célula, la expresión de un gen, la posición en el cerebro, la actividad eléctrica. Hasta que el instituto realiza un seguimiento de tres de estas variables, haciendo fotografías en alta resolución de decenas eléctricamente стимулируемых de las neuronas con la ayuda de la luz del microscopio, observando cuidadosamente su posición en la corteza cerebral de un ratón. "Los primeros resultados son importantes porque tienen un número finito de clases. Podemos lógicamente dividir la célula en clases".





A continuación, tendrá a acumular los datos de la expresión génica en las células específicas, секвенируя su arn, y la recopilación de las cuatro variables en última instancia, dará lugar a una completa taxonomía de tipos de células. Este sistema de clasificación le ayudará a анатомам, físicos que comienza y неврологам eficiente de dirigir el estudio de las neuronas y construir modelos más precisos de la función cortical. Pero es importante señalar que la base de datos no sólo es importante su contenido. Cómo se recopilará y medirse este contenido, también es importante para el futuro de una visión amplia de iniciativas de mapeo cerebral.

Para crear un modelo de cerebro, neurólogos deben recaudar millones de puntos de datos individuales sobre la base de las neuronas del cerebro. Para empezar, van a tomar una elevalunas indicadores vivos de las neuronas, pinchando sus pequeñas pipetas micrón de tamaño. Estas pipetas se suministro de corriente a las células — es suficiente para activar y grabar eléctrica de la potencia de salida de la célula. Pero hay muchas maneras de elaborar estos indicadores eléctricos, y para entender neuronal en el sistema como un todo, neurólogos deben utilizar la misma técnica de siempre, para asegurarse de que elevalunas huellas puede comparar de una neurona a нейрону.

El instituto allen, en colaboración con otros grandes hubs de neurología —Калтехом, nueva york médica de la escuela, el instituto Médico howard hughes en berkeley—, acordó utilizar la misma metodología de la toma de la traza de todas las neuronas que se han estudiado hasta el momento actual. Y aunque los datos de este primer conjunto de neuronas del ratón en su mayor parte, se han reunido en el Instituto de allen, el total de la iniciativa útiles a fin de compartir experiencias con otros participantes del proyecto y nuevas instituciones. La idea es que, si todos trabajan en el mismo circuito, los resultados de los trabajos se pueden combinar en un solo lugar.





Esto será muy importante una vez que el instituto comience a elaborar un esquema no sólo las neuronas del ratón, sino del ser humano. En мышином el cerebro es fácil de navegar en ciertas áreas, mientras elevalunas testimonio de las neuronas de la parte específica de la corteza visual. Pero en el cerebro humano para hacer esto no es fácil. "Normalmente, estas células vienen de los pacientes — las personas que deseen obtener нейрохирургическое intervención en la epilepsia o la eliminación de tumores", dice Ng. Para el cirujano ha llegado a una parte específica del cerebro, necesita eliminar una cierta cantidad de tejido normal por el camino, y en este material los neurocientíficos pueden llevar a cabo experimentos, estudiarlo.

Debido a que los cirujanos no tienen que decidir exactamente qué tipo de tejido cerebral se puede eliminar, los científicos del Instituto allen, y otras instituciones deben ser extremadamente cuidadosos, протоколируя se estudian las células de la situación, de la expresión de genes, de la actividad eléctrica, por la forma de colaborar para que ninguna célula no se ha perdido. Todos juntos ya innecesarios de parte de los mismos de cerebros humanos pueden ser útiles para la elaboración de cartas de un gran cerebro.publicado

 

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Fuente: hi-news.ru