samenvatting: Onderzoekers hebben belangrijke regulerende principes in de hersenen onthuld, dankzij ingewikkelde mapping van neurotransmitterreceptoren.
Het team, dat de hersenen van makaken bestudeert, heeft een dieper inzicht gegeven in hoe ons brein onderscheid maakt tussen intern en extern gemotiveerde gedachten en emoties.
Hun uitgebreide dataset, die nu openbaar toegankelijk is, biedt een uniek perspectief op de micro- en macrowerking van de hersenen.
De bevindingen beloven niet alleen ons begrip van de normale hersenfunctie te vergroten, maar ze kunnen ook leidend zijn bij de ontwikkeling van nieuwe therapieën die gericht zijn op specifieke hersenfuncties.
Belangrijkste feiten:
- Het team bracht de receptoren voor neurotransmitters in de hersenen van makaken in kaart, een doorbraak die ons zou kunnen helpen begrijpen hoe de hersenen onderscheid maken tussen interne en externe stimuli.
- Een gedetailleerde kaart van de “verkeerslichten” van de hersenen zou de deur kunnen openen naar een dieper begrip van de hersenfunctie en mogelijk de ontwikkeling van nieuwe therapieën kunnen begeleiden.
- De uitgebreide dataset die is gegenereerd en openbaar beschikbaar is gemaakt, verbindt verschillende neurowetenschappelijke metingen en kan helpen de kloof te overbruggen tussen microscopische studies en neurowetenschappelijke studies van de hele hersenen.
bron: Universiteit van Bristol
Wetenschappers hebben ontdekt dat patronen van receptoren de belangrijkste regulerende principes in de hersenen bepalen.
Een internationaal team van onderzoekers, dat de hersenen van makaken bestudeerde, heeft neurotransmitterreceptoren in kaart gebracht, en onthulde een mogelijke rol bij het onderscheiden van interne gedachten en emoties van die gegenereerd door externe invloeden.
De uitgebreide dataset is openbaar gemaakt en dient als brug tussen verschillende metingen van de neurowetenschap – van de microscoop tot het hele brein.
Hoofdauteur Sean Frodist-Walsh, van de afdeling Computerwetenschappen van de Universiteit van Bristol, legde uit: “Stel je de hersenen voor als een stad. De afgelopen jaren heeft hersenonderzoek zich gericht op het bestuderen van de wegen ervan, maar in dit artikel hebben we de meest gedetailleerde kaart gemaakt.” maar van de verkeerssignalen – neurotransmitterreceptoren – dat het de informatiestroom regelt.
“We hebben patronen ontdekt in hoe ‘verkeerslichten’ zijn gerangschikt die ons helpen hun functie in cognitie, geheugen en emotie te begrijpen.
“Het is als het vinden van de sleutel tot de verkeersstroom van een stad, en het opent spannende mogelijkheden om te begrijpen hoe het normale brein werkt.
In de toekomst is het mogelijk dat andere onderzoekers deze kaarten zullen gebruiken om zich met nieuwe medicijnen op specifieke hersennetwerken en -functies te richten.
“Onze studie heeft tot doel de meest gedetailleerde kaart tot nu toe van deze ‘verkeerslichten’ te maken.”
Het team gebruikte een techniek genaamd in vitro receptor autoradiografie om de dichtheid van receptoren van zes verschillende neurotransmittersystemen in meer dan 100 hersengebieden in kaart te brengen.
Om patronen in deze enorme hoeveelheid gegevens te vinden, pasten ze statistische technieken en state-of-the-art neuroimaging-technieken toe, gecombineerd met deskundige anatomische kennis. Hierdoor konden ze relaties tussen receptorpatronen, hersenconnectiviteit en anatomie onthullen.
Door de regulatie van receptoren in de hersenen te begrijpen, hopen we dat nieuwe studies hersenactiviteit, gedrag en medicijnwerking beter kunnen koppelen.
Bovendien, aangezien de receptoren het doelwit zijn van de medicijnen, zou toekomstig onderzoek de ontwikkeling van nieuwe therapieën kunnen sturen die gericht zijn op specifieke hersenfuncties.
Dr. Frodist Walsh voegde toe: “Vervolgens willen we deze dataset gebruiken om computermodellen van de hersenen te ontwikkelen.
Door de hersenen geïnspireerde neurale netwerkmodellen zullen ons helpen normale cognitie en geheugen te begrijpen, evenals verschillen in mensen met aandoeningen zoals schizofrenie of onder invloed van stoffen zoals ‘paddo’s’.
“We zijn ook van plan om de bevindingen over soorten heen beter te integreren – door de gedetailleerde neurowetenschap op circuitniveau die vaak bij knaagdieren wordt uitgevoerd, te koppelen aan de grootschalige hersenactiviteit die bij mensen wordt waargenomen.”
Het creëren van openlijk toegankelijke kaarten van receptorexpressie in de hersenschors die neuroimaging-gegevens integreren, kan de vertaling tussen soorten versnellen.
“Het wordt vrij beschikbaar gesteld aan de neurowetenschappelijke gemeenschap via de EBRAINS-infrastructuur van het Human Brain Project, zodat het kan worden gebruikt door andere computationele neurowetenschappers met als doel andere biologisch geïnformeerde modellen te creëren”, voegde Nicola Palomero Gallagher, HBP-onderzoeker bij Forschungszentrum Jülich, toe. . en senior auteur van het artikel.
Het wereldwijde team van onderzoekers van de University of Bristol, New York University, het Human Brain Project, Jülich Research Center, University of Düsseldorf, Childmind Institute en Paris City University.
Over dit Neuroscience Research News
auteur: Laura Tomas
bron: Universiteit van Bristol
communicatie: Laura Thomas – Universiteit van Bristol
afbeelding: Afbeelding gecrediteerd aan Neuroscience News
Oorspronkelijke zoekopdracht: vrije toegang.
“Gradiënten van expressie van neurotransmitterreceptoren in de cortex van makakenGeschreven door Shawn Frodist Walsh et al. Natuurlijke neurowetenschap
een samenvatting
Gradiënten van expressie van neurotransmitterreceptoren in de cortex van makaken
De dynamiek en functies van neurale circuits zijn afhankelijk van de interacties die worden gemedieerd door de receptoren. Daarom is een uitgebreide kaart van receptorregulatie in corticale regio’s nodig. In deze studie hebben we in vitro receptor-autoradiografie gebruikt om de dichtheid van 14 soorten neurotransmitterreceptoren in 109 regio’s van de makakencortex te meten.
We combineerden receptorgegevens met anatomische, genetische en functionele connectiviteitsgegevens in een gemeenschappelijke corticale ruimte. We onderzochten de belangrijkste gradiënt van receptorexpressie voor elk neuron. Dit komt overeen met de corticale hiërarchie van sensorische cortex tot hogere cognitieve gebieden.
De tweede gradiënt, aangedreven door serotonine 5-HT1 een Receptoren, apices in het anterieure cingulaat, de standaard en de meest opvallende reticulaire netwerken. We vonden een vergelijkbaar patroon voor 5-HT1 een uitdrukking in het menselijk brein. De makaak kan dus een veelbelovend translationeel model zijn voor de behandeling van serotonerge stoornissen.
Gradiënten van receptoren kunnen een snelle en betrouwbare verwerking van informatie in sensorische corticale gebieden en langzame, vloeiende integratie in cognitieve gebieden van hogere orde mogelijk maken.
‘Webgeek. Wannabe-denker. Lezer. Freelance reisevangelist. Liefhebber van popcultuur. Gecertificeerde muziekwetenschapper.’
