Forscher entwickelt Methode zur Zuordnung von Gehirn Zelle ändern, Entwicklung in Mäusen
Penn State Forscher haben eine neue Methode entwickelt, die für das Studium wichtigsten Momente in der Entwicklung des Gehirns. Yongsoo Kim, assistant professor für Neuro-und Verhaltenswissenschaften an der Penn State College of Medicine, ist mit der Methode zu verstehen, wie oxytocin-rezeptor-expression in normal-Entwicklung von Mäusen und Maus-Modelle von Autismus-Spektrum-Störung.
Die Technik ermöglicht es Wissenschaftlern zum erstellen von Karten der Entwicklung der Maus Gehirn, dass können Sie anzeigen, wie viel von bestimmten Zelltypen sind in den verschiedenen Regionen—und es ist ein wichtiger Erster Schritt, in der Lage zu studieren, entwicklungsneurologische Störungen im Gehirn.
„Schlüssel neuronale verbindungen bilden, die während der frühen Entwicklung“, sagte Kim. „Wir können diese mapping-Methode zur Untersuchung von Veränderungen der verschiedenen Gehirn-Zelltypen in der Entwicklung der Maus Gehirn zu verstehen, entwicklungsneurologische Störungen auf zellulärer Ebene.“
Kim und seine Kollegen erstellten Karten helfen Ihnen zu verstehen, wie oxytocin, ein Botenstoff wird im Gehirn produziert, verwertet wird, indem das Gehirn während der frühen Entwicklung. Die bisherige Forschung zeigte, dass oxytocin spielt eine Rolle bei der Regulierung des sozialen Verhaltens, aber es gibt wenig Informationen darüber, wie die Rezeptoren vermitteln, dass oxytocin die Wirkung auf das Gehirn neuronale Netzwerke vorhanden sind, die in verschiedenen teilen des Gehirns über die Zeit bei der Entwicklung.
Das Forscherteam stellte die Hypothese auf, dass unterschiedliche Hirn-Regionen haben unterschiedliche expression des oxytocin-rezeptor (OTR) als einzelne Hirnareale Reifen. Bisherige Studien zu oxytocin-rezeptor-expression verwendet Methoden, bei denen nur ausgewählte Bereiche des Gehirns könnte analysiert werden, in Portionen.
Kim ‚ s neue Technik ist in der Lage, Bild die ganze Maus Gehirn auf zellulärer Auflösung über die serielle zwei-Photonen-Tomographie und machine-learning-basierte algorithmen, um festzustellen, fluorescently-labeled Neuronen, express-oxytocin-Rezeptoren.
Das team erstellte template-Gehirn aus verschiedenen frühen postnatalen Entwicklung Perioden—7, 14, 21 und 28 Tage nach der Geburt. Die Vorlagen wurden erstellt durch die Erzeugung von Mittelwerten Gehirn Bilder und labeling key Anatomie. Sie diente als Bezugspunkt für die Bildgebung, die Detektion und Quantifizierung der oxytocin-Rezeptoren während der verschiedenen Phasen der Entwicklung. Die Ergebnisse der Studie wurden kürzlich veröffentlicht in „Nature Communications“.
Kim und Kollegen fanden heraus, dass die OTR-expression erreicht Ihren Höhepunkt im Maus-Gehirn 21 Tage nach der Geburt, was gleichbedeutend ist mit der frühen kindheit des Menschen. OTR-expression im hypothalamus zu erhöhen weiter bis ins Erwachsenenalter, was darauf hinweist, dass die oxytocin-Signalisierung kann eine Rolle spielen bei der Erzeugung Geschlechts-spezifisches Verhalten. Sie studierte auch Mäuse, die nicht in der Lage waren zu produzieren oxytocin-Rezeptoren und stellte fest, dass dort erheblich reduziert wurde der synaptischen Dichte, der anzeigt, dass oxytocin spielt eine wichtige Rolle in der Verdrahtung des Gehirns.
Kim sagt, dass Sie die gleiche Methode zur Untersuchung von OTR in dieser Studie angewandt werden könnten, um andere Gehirn-Zelltypen, um zu verstehen, Ihre räumliche Anordnung, über die Zeit. Das Forscherteam baute eine web-basierte Plattform zur Verwaltung und Anzeige der neuen Bilder auch für andere Forscher zugänglich.