KESKupäivä, 24. lokakuuta 2012
Cold Spring Harborin (New York) laboratorion neurotieteilijöiden ryhmä on ehdottanut PLoS Biology -lehdessä julkaistussa evolutionaarisessa menetelmässä vallankumouksellista uutta tapaa määrittää koko hiiren aivojen hermosolujen yhteys ('connectome'). '.
Ryhmän, jota johtaa professori Anthony Zador, tavoitteena on antaa täydellinen kuvaus hermosolujen yhteyksistä. Tällä hetkellä ainoa menetelmä näiden tietojen saamiseksi erittäin tarkasti perustuu kunkin solun synapsin tutkimiseen elektronimikroskopialla; Mutta menetelmä on hidas, kallis ja vaatii paljon työtä.
Nyt Zador ja hänen yhteistyökumppaninsa ovat ehdottaneet korkean suorituskyvyn DNA-sekvensointia testaamaan hermosolujen yhteydet samalla resoluutiolla kuin yksittäiset hermosolut. Tutkijan mukaan "aiomme tehdä sen kehitteillämme prosessilla, nimeltään BOINC: kunkin hermoyhteyden viivakoodi".
Ehdotus tulee aikaan, kun useat Yhdysvaltain tiederyhmät etenevät pyrkimyksissään kartoittaa nisäkkäiden aivosideitä. Nämä tutkimukset käyttävät merkkiaineiden tai virusten injektioita hermoyhteyden kartoittamiseen mesoskooppisessa mittakaavassa - keskialueen resoluutiolla, joka mahdollistaa hermosolujen jäljittämisen aivoalueiden välillä.
Zador-tiimi haluaa kuitenkin jäljittää yhteydet edellä mainitun mesoskooppisen mittakaavan ulkopuolelle, synaptisten kontaktien tasolla yksittäisten hermosolujen parien välillä. BOINC-viivakooditekniikka voi Zadorin mukaan "tarjota välittömän kuvan piirin suorittamista prosesseista". Toisaalta BOINC-menetelmä lupaa olla paljon nopeampi ja halvempi kuin elektronimikroskopiaan perustuvat lähestymistavat.
BOINC-menetelmä koostuu kolmesta vaiheesta. Ensinnäkin jokainen hermosolu merkitään spesifisellä DNA-viivakoodilla - viivakoodi, joka koostuu vain 20 satunnaisesta DNA: n "kirjaimesta", voi merkitä miljardin neuronin, paljon enemmän kuin hiiren aivoissa .
Toisessa vaiheessa keskitytään neuroneihin, jotka ovat synaptisesti yhteydessä toisiinsa ja vastaaviin viivakoodikohtaisiin. Tämä saavutetaan viruksella - kuten pseudorabiesviruksella -, joka voi siirtää geneettistä materiaalia synapsien kautta. "Jotta viivakoodeja jaettaisiin synapsien kautta, virus on suunniteltava kuljettamaan viivakoodi omassa geneettisessä sekvenssissään", Zador selittää, "kun virus on levinnyt synapsien läpi, kukin neuroni päättyy viivakoodipussilla, joka sisältää oman koodin ja synaptisesti kytkettyjen kumppanien koodit. "
Menetelmän kolmas vaihe koostuu synaptisesti kytkettyjen neuronien viivakoodien yhdistämisestä yksittäisten DNA-kappaleiden luomiseksi, jotka voidaan sitten lukea korkeiden sekvensointisuorituskykymenetelmien avulla. Nämä kaksinkertaiset viivakoodisekvenssit voidaan laskea laskennallisesti aivojen synaptisen kytkentäkaavion paljastamiseksi.
Yhdessä Zador sanoo, että jos BOINC läpäisee testausvaiheen, se tarjoaa halvan ja nopean tavan yhdistää, jopa nisäkkäiden aivokompleksit.
Lähde:
Tunnisteet:
Sanasto Psykologia Lääkkeet
Cold Spring Harborin (New York) laboratorion neurotieteilijöiden ryhmä on ehdottanut PLoS Biology -lehdessä julkaistussa evolutionaarisessa menetelmässä vallankumouksellista uutta tapaa määrittää koko hiiren aivojen hermosolujen yhteys ('connectome'). '.
Ryhmän, jota johtaa professori Anthony Zador, tavoitteena on antaa täydellinen kuvaus hermosolujen yhteyksistä. Tällä hetkellä ainoa menetelmä näiden tietojen saamiseksi erittäin tarkasti perustuu kunkin solun synapsin tutkimiseen elektronimikroskopialla; Mutta menetelmä on hidas, kallis ja vaatii paljon työtä.
Nyt Zador ja hänen yhteistyökumppaninsa ovat ehdottaneet korkean suorituskyvyn DNA-sekvensointia testaamaan hermosolujen yhteydet samalla resoluutiolla kuin yksittäiset hermosolut. Tutkijan mukaan "aiomme tehdä sen kehitteillämme prosessilla, nimeltään BOINC: kunkin hermoyhteyden viivakoodi".
Ehdotus tulee aikaan, kun useat Yhdysvaltain tiederyhmät etenevät pyrkimyksissään kartoittaa nisäkkäiden aivosideitä. Nämä tutkimukset käyttävät merkkiaineiden tai virusten injektioita hermoyhteyden kartoittamiseen mesoskooppisessa mittakaavassa - keskialueen resoluutiolla, joka mahdollistaa hermosolujen jäljittämisen aivoalueiden välillä.
Zador-tiimi haluaa kuitenkin jäljittää yhteydet edellä mainitun mesoskooppisen mittakaavan ulkopuolelle, synaptisten kontaktien tasolla yksittäisten hermosolujen parien välillä. BOINC-viivakooditekniikka voi Zadorin mukaan "tarjota välittömän kuvan piirin suorittamista prosesseista". Toisaalta BOINC-menetelmä lupaa olla paljon nopeampi ja halvempi kuin elektronimikroskopiaan perustuvat lähestymistavat.
BOINC-menetelmä koostuu kolmesta vaiheesta. Ensinnäkin jokainen hermosolu merkitään spesifisellä DNA-viivakoodilla - viivakoodi, joka koostuu vain 20 satunnaisesta DNA: n "kirjaimesta", voi merkitä miljardin neuronin, paljon enemmän kuin hiiren aivoissa .
Toisessa vaiheessa keskitytään neuroneihin, jotka ovat synaptisesti yhteydessä toisiinsa ja vastaaviin viivakoodikohtaisiin. Tämä saavutetaan viruksella - kuten pseudorabiesviruksella -, joka voi siirtää geneettistä materiaalia synapsien kautta. "Jotta viivakoodeja jaettaisiin synapsien kautta, virus on suunniteltava kuljettamaan viivakoodi omassa geneettisessä sekvenssissään", Zador selittää, "kun virus on levinnyt synapsien läpi, kukin neuroni päättyy viivakoodipussilla, joka sisältää oman koodin ja synaptisesti kytkettyjen kumppanien koodit. "
Menetelmän kolmas vaihe koostuu synaptisesti kytkettyjen neuronien viivakoodien yhdistämisestä yksittäisten DNA-kappaleiden luomiseksi, jotka voidaan sitten lukea korkeiden sekvensointisuorituskykymenetelmien avulla. Nämä kaksinkertaiset viivakoodisekvenssit voidaan laskea laskennallisesti aivojen synaptisen kytkentäkaavion paljastamiseksi.
Yhdessä Zador sanoo, että jos BOINC läpäisee testausvaiheen, se tarjoaa halvan ja nopean tavan yhdistää, jopa nisäkkäiden aivokompleksit.
Lähde:
