帕金森氏症影响的大脑回路,类似的疾病详细映射

玛格丽达·玛雅博士化身

通过Margarida玛雅博士|

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深部脑刺激DBS治疗早期帕金森氏症可以减少长期药物的使用和费用beplay官网体育下载安卓

绘制与神经系统疾病特别相关的脑回路,如帕金森症亨廷顿氏舞蹈症一项小鼠研究报告称,揭示了其结构和信息流的关键特征。

这个大脑回路包括皮层、基底神经节和丘脑之间的环路连接,然后再回到皮层。这些区域参与控制运动、情绪和复杂的认知活动,如学习和记忆。

研究结果有望帮助研究人员操纵电路,并有可能为这些疾病设计细胞特异性疗法。

“就像任何深入未知领域的探险家一样,我们制作地图来指导未来的游客,”董宏伟,该研究的主要作者、加州大学洛杉矶分校(UCLA)大卫格芬医学院的神经生物学教授、医学博士、博士在一所大学里说新闻稿

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“我的实验室绘制出了老鼠大脑复杂的电路,使其他科学家能够在帕金森氏症或亨廷顿氏症等疾病的老鼠模型上进行更精确的实验,”Dong补充道。

这项研究中,“小鼠皮质-基底神经节-丘脑网络发表于自然

研究人员长期以来一直试图通过绘制大脑的“线路”来了解大脑是如何工作的:神经元网络是如何连接和相互作用的。

为了制作这些地图,一个研究小组大脑倡议细胞普查网络用绿色染料追踪单个神经细胞或神经元,并绘制出它们与其他神经元的连接。这些连接形成回路,在大脑中处理和传递不同类型的感觉信息。

“我们的结果为未来的研究指明了更清晰的道路,通过说明不同的大脑结构是如何组织成网络并相互沟通的,”董先生说,他也是该研究的负责人加州大学洛杉矶分校大脑研究与人工智能联系。“这些发现将使科学家们更好地理解一个小的大脑区域的功能障碍是如何破坏其更大的神经回路的功能的。”

以一个标准的老鼠大脑图谱作为参考,研究人员发现信息通过多种方式输出或传递——直接或间接的方式——通过大脑的特定区域。

该研究的第一作者Nicholas Foster博士说:“我们在皮质-基底神经节-丘脑回路中发现了处理特定功能信息的较小回路。”“其中一些子回路使大脑能够控制手臂、腿和嘴的运动。其他电路处理情绪输入或复杂的认知过程,如学习行动的后果。”

具体来说,该团队通过苍白球外部部分(GPe)、黑质网状部分(SNr)、丘脑核和皮层绘制了突触输出通路。

黑质GPe是帕金森病的一个关键影响区域,众所周知,在帕金森病患者中,GPe神经元的活动会减少。值得注意的是,突触是两个神经细胞(神经元)之间的连接,它允许它们进行交流。

研究人员确定了14个SNr和36个GPe区域,这些区域接收来自大脑纹状体中多个其他区域的输入信息。纹状体是基底神经节中的一组神经元,涉及运动和行动计划,以及认知。

他们还发现,某些皮层区域可以直接投射到信噪比,这表明皮层可以直接激活这个特定亚网络的所有组成部分。过去,人们认为信息从皮层传递到信噪比的最快方式是通过丘脑下核——基底神经节的一部分,这是大脑的共同目标之一脑深部电刺激帕金森病的治疗方法

这些地图可以为科学家提供一个导航工具,让他们了解正常的大脑是什么样子的,并精确定位在神经疾病中可能受到影响的更小的回路。

未来的研究将集中在丘脑下核,这是帕金森病的一个重要治疗靶点,以及它如何与皮层-基底神经节-丘脑回路沟通。

研究人员写道:“许多神经精神疾病和运动障碍可能涉及执行特定认知和行为功能的皮质-基底节区-丘脑网络的特定亚网络的改变,这些电路的故障结合在一起形成了复杂的障碍。”

这项工作是由国家心理健康研究所和国家卫生研究院的大脑活动

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