Hình thức phù hợp và chức năng của các loại tế bào não

Tiến sĩ Costas Anastassiou, một nhà khoa học nghiên cứu thuộc khoa Thần kinh, Phẫu thuật Thần kinh và Khoa học Y sinh tại Cedars cho biết: “Công trình này cho phép chúng ta bắt đầu xem bộ não giống như một cỗ máy phức tạp chứ không phải là một mảnh mô đồng nhất. -Sinai và tác giả cao cấp của nghiên cứu. "Một khi chúng ta có thể phân biệt giữa các loại tế bào khác nhau, thay vì nói rằng toàn bộ não bị bệnh, chúng ta có thể hỏi loại tế bào thần kinh nào bị ảnh hưởng bởi bệnh và điều trị phù hợp với những tế bào thần kinh đó."

Tế bào thần kinh là đơn vị chức năng chính của não. Các tín hiệu đi qua các tế bào này - dưới dạng sóng điện - làm phát sinh mọi suy nghĩ, cảm giác, chuyển động, trí nhớ và cảm xúc.

Nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu từ những con chuột trong phòng thí nghiệm để thiết lập một phương pháp mới nhằm kiểm tra mối quan hệ giữa loại và chức năng của tế bào thần kinh, đồng thời tập trung vào vỏ não thị giác chính của chuột, nơi tiếp nhận và xử lý thông tin thị giác. Nó là một trong những phần được nghiên cứu kỹ nhất của não -- cả trong ống nghiệm, nơi mô được nghiên cứu trong đĩa hoặc ống nghiệm bên ngoài sinh vật sống, và trong cơ thể sống, nơi nó được nghiên cứu trong động vật sống.

Anastassiou cho biết: “Dựa trên các nghiên cứu trong ống nghiệm về cấu trúc di truyền và cấu trúc vật lý, chúng tôi biết điều gì đó về các loại tế bào thần kinh khác nhau trông như thế nào, nhưng không biết chức năng của chúng trong não sống”. "Khi chúng tôi ghi lại hoạt động của các tế bào não trong cơ thể sống, chúng tôi có thể biết được tế bào thần kinh nào đang phản ứng và chức năng của chúng là gì, nhưng không biết chúng thuộc loại tế bào thần kinh nào."

Để liên kết hình thức với chức năng, trước tiên, các nhà điều tra đã sử dụng thông tin trong ống nghiệm để tạo ra các mô hình tính toán của nhiều loại tế bào thần kinh khác nhau và để mô phỏng các mẫu tín hiệu của chúng.

Tiếp theo, họ tận dụng công nghệ mới nhất trong việc ghi lại từng nơ-ron để quan sát hoạt động trong não của những con chuột trong phòng thí nghiệm trong khi những con chuột này tiếp xúc với các loại kích thích thị giác khác nhau. Dựa trên hình dạng của các tín hiệu hoặc "gai" của tế bào thần kinh để đáp ứng với đầu vào trực quan, các nhà điều tra đã tách các tế bào mà họ ghi lại thành sáu nhóm.

Anastassiou cho biết: “Sau khi chúng tôi có các mô hình và dữ liệu in vivo của mình, câu hỏi cơ bản là mô hình tính toán nào tạo ra hình dạng và dạng sóng tín hiệu giống nhau nhất cho từng cụm trong số sáu cụm in vivo mà chúng tôi đã xác định và ngược lại. "Không phải tất cả các cụm và mô hình in vivo đều khớp hoàn hảo, nhưng một số thì phù hợp."

Có thể cần nhiều dữ liệu hơn và có thể là các thí nghiệm liên quan đến các kích thích thị giác tinh vi hơn để khớp với tất cả các mô hình tính toán và cụm tế bào, và Anastassiou nói rằng các nghiên cứu trong tương lai sẽ được dành riêng để hoàn thiện phương pháp được thiết lập trong bài báo hiện tại.

Anastassiou cho biết: “Có rất nhiều thông tin về nhận dạng của các loại tế bào trong não người, nhưng không phải về vai trò của các loại tế bào đó trong chức năng nhận thức hoặc cách chúng bị ảnh hưởng bởi bệnh tật”. "Bây giờ có một cửa sổ mà qua đó chúng ta có thể xem xét những điều này và đặt những câu hỏi này. Rõ ràng là chúng ta còn một chặng đường dài phía trước, nhưng chúng ta rất vui mừng về những bước tiếp theo trong hành trình này."

Mục tiêu cuối cùng là mở đường cho những khám phá làm thay đổi cuộc sống của bệnh nhân.

Keith L. Black, MD, chủ tịch Khoa Phẫu thuật Thần kinh và Chủ tịch Ruth và Lawrence Harvey về Khoa học Thần kinh tại Cedars cho biết: “Các nhà khoa học nghiên cứu của chúng tôi đang liên tục cố gắng mở rộng kiến ​​thức về hoạt động của bộ não con người ở mức độ chi tiết nhất. -Sinai. "Việc xác định loại và chức năng cụ thể của từng tế bào thần kinh một ngày nào đó có thể dẫn đến việc phát hiện ra các phương pháp điều trị cứu sống các bệnh về não và rối loạn thần kinh."

Theo Science