
正常人和异常人的大脑之间的遗传差异可以一天从“大脑地图集”的科学家中确定。
科学家根据两个男人的完整大脑以及第三人的大脑的半球,在成年人脑中编制了高分辨率的遗传活性图,当男人死亡时,所有组织都健康。研究人员正在自由访问他们的数据,以帮助研究正常和异常的人脑功能。
“这些数据本身并没有所有答案以理解大脑如何工作或者,疾病的遗传基础是什么,“西雅图艾伦脑科学研究所的神经科学家埃德·莱因(Ed Lein)对生命科学说:“我们希望它们是人类脑部研究中的催化剂,以理解大脑复杂的化学和细胞构成,疾病中的差异以及如何设计和测试疾病。”
识别基因在大脑中的活性或表达的何时何时是泰坦尼克号。实际上,从那以后人类基因组在大约十年前完全进行了测序,研究人员一直在努力确定每个基因可能做的事情,并引起了与大脑相关的任何基因的极大兴趣。
关于了解人脑它是已知最强大的计算机的事实。它由大约1000亿个神经元组成,大约1四亿(100亿)连接将这些单元连接在一起,每个连接或突触通常每秒发射约10次。
几年来,科学家拥有高度详细的地图,其中哪些基因在小鼠大脑,但是到目前为止,人类对应物的地图一直相对不精确,部分原因是千倍的大小差异以及使人类大脑进行分析的困难。 [查看3D大脑切片的图像这是给出的
首先用功能性磁共振成像(fMRI)扫描了这三个男子的大脑,以捕获其精确的解剖细节。然后,研究人员将大脑切成许多小切片,并在大约900个精确区域内化学分析了遗传活性。
莱因说:“这个过程非常密集,大约需要九个月的时间来处理一个大脑。” “我们目前正在分析其他标本。”
两个完整的大脑之间的遗传活性非常相似。这表明人脑具有强大的基本常见遗传蓝图。
莱因说,大脑中活跃的所有基因中约有一半的研究很少。他说:“许多脑表达的基因并未得到充分表征,这一事实意味着,我们对基因如何与适当的脑功能相关的理解中存在巨大的空白。” “其中许多基因以高度选择性的方式(特别是结构和细胞类型)使用,我们创建的这张图可以提供功能预测,以催化分子脑研究中的一波新研究。”
当研究人员专注于新皮层时,这是人类的心理功能更高,他们发现基因活性在整个过程中基本相同。尽管如此,在与感官和自愿运动相关的领域内发现了不同的模式,并且在额叶中看到了更高的活动,这与行为,计划,学习和个性有关。
新的地图集还将允许人类与其他动物(例如小鼠和猴子)之间进行大脑比较,这将帮助研究人员了解对实验室动物的大脑研究如何反映人类状况。因此,它可能会阐明是否旨在治疗精神障碍的药物实际上是否有效。
莱因说:“在未来的人脑分析中,一个明显的方向是朝着越来越细的细胞分辨率朝着大脑的单个细胞迈进。” “另一个主要方向是开始将正常基因表达模式与神经和神经精神疾病中的基因表达模式进行比较,以帮助加快我们对大脑中这种疾病如何展开的理解,并确定新疗法发展的有希望的途径。”
科学家在9月20日的《自然》杂志上详细介绍了他们的发现。
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