Verskillende breinstreke moet met mekaar kommunikeer om komplekse gedagtes en gedrag te beheer, maar relatief min is bekend oor hoe hierdie areas in breë neuronale netwerke organiseer. In 'n studie gepubliseer deur Cell Press 27 Februarie in die joernaal Cell, het navorsers 'n muis-heelbrein-atlas ontwikkel wat honderde neuronale bane openbaar in 'n breinstruktuur wat die serebrale korteks genoem word. Die aanlyn, oop toegang, interaktiewe beelddatabasis, genaamd die Mouse Connectome Project, bied 'n waardevolle hulpbron vir navorsers wat belangstel om die anatomie en funksie van kortikale netwerke regdeur die brein te bestudeer.
"Hierdie studie is die eerste omvattende kartering van die mees ontwikkelde streek van die soogdierbrein: die serebrale korteks," sê senior studieskrywer Hong-Wei Dong van die Universiteit van Suid-Kalifornië, Los Angeles. "Wetenskaplikes kan nou hierdie anatomiese kaart gebruik as 'n toetsbare raamwerk om te ondersoek hoe elke struktuur bydra tot algehele breinfunksie."
Die serebrale korteks - die buitenste gelaagde struktuur van neurale weefsel in die brein - speel 'n sleutelrol in die regulering van gedagtes, emosies en gedrag by soogdiere. Alhoewel wetenskaplikes neuronale verbindings op 'n klein skaal binne spesifieke dele van die soogdierbrein gekarteer het, het hulle nie 'n akkurate begrip verkry van hoe kortikale streke in breë neuronale netwerke georganiseer word nie, omdat hulle 'n lappieskombers van verskillende tegnieke in verskillende diermodelle gebruik het. As gevolg hiervan, was daar 'n sterk behoefte aan 'n deeglike, streng en konsekwente poging om neuronale verbindings wat oor die hele soogdierkorteks strek, te karteer.
Om hierdie behoefte aan te spreek, het Dong en sy span 'n kortikale verbindingsatlas van die muisbrein gegenereer deur neuronale opsporingstegnieke te gebruik. Hulle het fluoresserende molekules, wat onder die mikroskoop sigbaar is, in verskillende areas oor die hele muiskorteks ingespuit. Hierdie molekules, wat langs "sellulêre snelweë" vervoer is, het ongeveer 600 neuronale weë gemerk. Die navorsers het 'n hoë-resolusie-mikroskoop gebruik om die breingedeeltes te skandeer en 'n beelddatabasis van kortikale verbindings te skep.
Toe die navorsers die verbindings ontleed het, het hulle gevind dat die serebrale korteks 'n hoogs georganiseerde netwerk is, bestaande uit agt subnetwerke waarvan die gekoördineerde aktiwiteit 'n dier se gevoelens en persepsies weerspieël. Boonop word hierdie inligting op 'n baie spesifieke manier tussen subnetwerke gedeel. "Hierdie bevindings daag die wydverspreide aanname uit dat die korteks 'n enkele netwerk is waarin alles dig verbind is met alles anders," sê Dong.
Voorwaarts kan navorsers anatomiese data van hierdie belangrike soogdiermodelstelsel saamsmelt met die groot hoeveelhede bestaande molekulêre genetiese data om fundamentele tipes senuweeselle te identifiseer, 'n belangrike doelwit van die NIH se BRAIN Initiative, wat deel is van 'n nuwe presidensiële fokus wat daarop gemik is om ons begrip van die menslike brein te revolusioneer. "Die bepaling van die anatomiese organisasie van die hele brein sal 'n fundamentele en opwindende stap wees om die strukturele onderbou van breinfunksie en die disfunksie daarvan in neurologiese afwykings te ontbloot," sê Dong.
