BARseq脑图工具经过团队的改进,能够在大脑中绘制数百万个神经元的图谱。这对理解大脑的感知能力至关重要,并可能导致改善神经疾病的治疗方法。这包括阿尔茨海默病、精神分裂症和抑郁症等疾病。研究员陈小尹在开发一种名为BARseq的脑连接映射方法中发挥了重要作用。这种技术通过根据神经细胞使用的基因来识别脑细胞,然后追踪连接它们的神经电路。在早期阶段,BARseq能够使用“条形码”——这种短小的RNA片段——在数千条神经通路中映射基因表达。
陈小尹目前是艾伦大脑研究所的助理研究员,她与冷泉港实验室教授安东尼·扎多尔合作,以增强BARseq的功能。升级后的BARseq现在能够绘制数百万个神经元的图谱,而不仅仅是数千个。
陈小尹和扎多尔致力于推动BARseq的发展,使其对每个人都更易于使用。他们的目标是提高这一技术的可获取性。BARseq使我们以一种新的方式“读取”大脑——更快速,更敏感。“我们能否从中提取更多信息?通过更高的规模,你可以开始回答不同的问题,”陈小尹说道。
该团队开始在大脑的视觉皮层中探索答案。视觉是人类感知世界的最常见方式之一。信息从眼睛传输到视觉皮层以进行处理。但是,当视觉皮层中的神经连接被干扰或根本无法发育时,大脑会发生什么?
“人们早已理解视觉输入对形塑大脑有着高度影响,”陈小尹解释道。“但在BARseq所提供的精确细胞类型分辨率下,我们不知道在缺乏这些输入的情况下会发生什么变化。”研究团队利用BARseq分析了九只小鼠的大脑,并追踪了每只小鼠视觉皮层中的基因表达。这是BARseq首次被用于绘制如此大量的完整大脑。值得惊讶的是,团队发现当小鼠失明时,它们视觉皮层中的基因开始与大脑邻近区域的基因相似。
陈小尹表示:“视觉丧失的影响相当广泛。视觉皮层发生了变化,变得更像周围的区域。关于发展如何影响这一模式还有许多未解之谜。”
陈小尹现在专注于扩展研究,以进一步调查这些发现。扎多尔博士和他的团队正在利用BARseq来进一步增强其能力。他们正在使用这一技术探索发展中大脑中连接的布线,以及这些连接如何随时间变化。
扎多尔博士解释道:“理解皮层区域的设置是理解这些连接的第一步,但这还不够。我们仍需揭示它们在发展过程中如何进展。BARseq可以帮助我们更接近这个目标。”