你的大脑如何在一天中自我重新连接

新研究以单细胞精度绘制大脑活动图,揭示神经网络从早到晚的巨大变化

来源:Scientific Inquirer

小鼠大脑包含大约 8000 万个神经元,但到目前为止,科学家们还缺乏工具来观察哪些细胞在一天的不同时间在整个大脑中处于活跃状态。一项突破性的国际合作改变了这一现状,开发了一个实验和计算框架,揭示了神经活动如何从早到晚戏剧性地自我重组,这一发现最终可以帮助我们了解人类疲劳、睡眠障碍和精神疾病。

这项研究发表在 PLOS Biology 上,汇集了来自密歇根大学、苏黎世大学和日本 RIKEN 生物系统与动力学研究中心的研究人员。他们的工作捕捉到了一些值得注意的事情:大脑并不会随着时间的推移而变得更加活跃或不活跃。相反,它从根本上重新组织了负责的区域和网络。

“我们进行了这项艰巨的研究来了解疲劳,”密歇根大学数学教授、该研究的资深作者 Daniel Forger 说。 “当我们保持清醒时,我们会看到大脑在一天中发生深刻的变化,而当我们入睡时,这些变化似乎会得到纠正。”

研究团队采用了巧妙的方法。他们使用了一种名为 TRAP2 的基因标记系统,当神经元变得活跃时,该系统会发光。通过在特定时间(小鼠休息期和活跃期的开始和结束)施用药物,他们可以永久标记在每个四小时窗口期间哪些神经元在放电。在让荧光标记物发育一段时间后,研究人员使用先进的组织清除技术和光片显微镜来创建整个大脑中活跃神经元的令人惊叹的三维图。

城市不断变化的交通模式

逐层

以数十年的大脑图谱为基础

从老鼠到人类

协作成就

来源和参考文献