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科学家通过观看电影揭示小鼠大脑神经连接的奥秘!

想象一下,如果你能通过看电影来了解大脑的秘密,那会是什么样的体验?最近,科学家们通过让小鼠观看《黑客帝国》和《星球大战》等经典影片,成功绘制出迄今为止最大的脑神经连接图谱。这项研究不仅让我们对大脑的复杂性有了新的认识,也为未来的神经科学研究提供了宝贵的资源。

这项令人惊叹的研究由来自多个美国机构的150多位研究人员组成的MICrONS团队完成。他们在一立方毫米的鼠脑中,绘制出了超过20万个细胞和5.23亿个神经连接,形成了一个称为“连接组”的三维神经图谱。虽然这个体积看似微小,但其中却包含了数以千计的神经元连接,正如贝勒医学院的神经科学家雅各布·雷默所说:“在一毫米的空间内,有数公里的电缆。”

为了构建这个连接组,研究人员对一只经过基因改造的小鼠进行实验,使其神经元在兴奋时发光。他们在小鼠观看视频时记录了其大脑中76000个神经元的活动。随后,研究团队提取了小鼠的脑组织,并使用电子显微镜检查同一区域的细胞形态和连接。

通过结合这些数据,研究人员运用机器学习算法追踪了神经元及其延伸,最终生成了这个令人叹为观止的三维图谱。该图谱的细致程度是以前研究的三倍,同时也揭示了许多关于神经连接的新信息。

我们常听到“发火的神经元会连接在一起”这句话,而此次研究发现,这一规律不仅适用于短距离的神经元连接,甚至在一毫米的距离上也同样适用。研究人员还发现,抑制性神经元能够特异性地影响远离其位置的兴奋性神经元,这一发现将改变我们对神经网络的理解。

值得一提的是,虽然这项研究揭示了大量神经连接,但仍有部分细胞缺失,连接组中还存在一些“孤儿”延伸,可能是由于未被机器学习算法检测到,或是这些延伸连接着样本区域之外的细胞。

这项研究的成果不仅为神经科学界提供了丰富的数据资源,也可能为解决诸如阿尔茨海默病等神经系统疾病提供新的思路。未来,随着研究的深入,我们期待能通过这些数据进一步揭示大脑的奥秘。

注:本文内容仅供科普参考,不构成专业医疗建议,如有健康问题请咨询专业医生。

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