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神经科学家点燃一只苍蝇让我们的大脑看到过去

更新时间:2018-07-25

如果你把在大脑周围移动的电化学信号看作一个巨大的接力赛,突触就是指挥棒从一个跑者(或神经元)传递到另一个跑者(或神经元)的点。通过点亮果蝇大脑中的这些连接点,西北大学的神经科学家可以回顾过去,看看果蝇几小时前的经历。

科学家利用水母中发现的一种蛋白质,设计了三种不同颜色的荧光分子——绿色、黄色和蓝色,这种技术可以证明对理解人脑有帮助。然后,他们将这些分子分成两半,并利用分子生物学的方法,将一侧连接到一个神经元上,另一侧通过突触间隙连接到神经元上。当信号跃过突触时,分子聚集在一起并点亮。此外,它还持续点亮了一到三个小时。为了进行研究,研究人员将荧光分子应用于苍蝇三大生物系统中的神经连接:嗅觉、温度和视觉。然后,他们将昆虫暴露在不同的感官体验中,例如香菜种子和玫瑰的气味,然后在显微镜下观察,看看哪些突触被激活了,由哪些颜色标记亮了。

不同的突触在不同的行为中是活跃的,我们可以看到,在同一只动物身上,我们有三个不同的标记, Marco Gallio说,他是星期五发表在《自然通讯》杂志上的一篇关于这项研究的论文的主要作者。

通过像这样点亮果蝇的大脑,科学家希望更好地理解所有大脑功能背后的计算过程。

艾伯特·莱勒/明登图片/科尔比斯相关故事用玻璃脑灯窥探你自己的想法!神经元!行动!暴饮暴食的实验鼠对土耳其斑马鱼的神经活动变得冷淡:西北温伯格文理学院神经生物学助理教授美丽而迷人的加里奥认为,他对苍蝇的研究——他说这只苍蝇只有10万个神经元——可以导致对人脑的更深入理解,人脑有大约1000亿个神经元。

一旦我们理解了一个简单的大脑是如何计算决策和处理行为的,我们就可以用这些原理作为起点来理解更复杂的人脑他告诉CNET s渴望博客。其想法是,某些逻辑将通过进化得到保存。

Gallio还说,与目前可用的方法相比,荧光技术可以提供更详细、更少侵入性的大脑观察。例如,功能磁共振成像( fMRI )机器并不提供对我们灰质的逐个细胞观察,而是相当广泛地指示大脑的哪个区域在某些过程中是活跃的。神经元与神经元之间的交流可以通过可注射电极进行监测,但这种过程本身是有创性的。

所以我们确实需要一些工具,让我们能够在单突触层面上观察活动, Gallio说。这是我们的系统第一次能够以回顾的方式做到这一点。我们可以让苍蝇去做它的生意,然后在事实发生后看看哪些突触是活跃的。

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