科学家们在理解大脑网络的细胞基础方面取得了显著进展，识别出不同脑细胞如何相互作用以支持复杂功能。Credit: SciTechDaily.com
罗格斯大学的研究人员在理解大脑网络的细胞基础方面取得了显著进展，识别出不同脑细胞如何相互作用以支持复杂功能。
通过使用先进的基因技术和死后基因表达图谱，他们发现了特定细胞类型与人脑功能网络之间的关联。这些见解可能通过提供更清晰的大脑功能细胞基础，彻底改变我们治疗心理健康和神经疾病的方法。
大脑网络的新见解
罗格斯大学大脑健康研究所（BHI）和先进人脑成像研究中心（CAHBIR）的研究人员发现，不同类型的大脑细胞如何协同工作以形成大规模的功能网络。这些互联系统支持从感官处理到复杂决策等基本大脑功能，他们的发现为理解大脑健康和疾病开辟了新的途径。
今天（11月21日）发表在《自然神经科学》上的这项研究，确定了认知和心理健康的基础细胞结构。通过绘制这些复杂的连接，研究人员加深了我们对脑细胞如何贡献于心理过程和障碍的理解。
大脑细胞研究的进展
大脑的功能源于皮层内的多种细胞类型，皮层是负责复杂精神任务的最外层。神经科学的核心焦点是解开基因、分子和细胞机制如何驱动大脑的组织特性，通常通过先进的技术如功能性磁共振成像（fMRI）来研究。
历史上，科学家们通过检查死后组织样本或在动物身上使用侵入性技术（如组织学、追踪神经通路、测量电活动或观察特定区域受损后的变化）来研究大脑的组织特性。
基因表达图谱和大脑映射
遗传学和技术的进步现在使研究人员能够更精确地研究人脑组织中脑细胞的组织方式。在这项研究中，罗格斯大学的研究人员使用最近开发的死后基因表达图谱，这些图谱映射了基因在不同脑区的差异表达，以探索不同类型细胞如何在一般人群的大脑网络研究中空间对齐。
研究人员发现，某些细胞类型的分布与大脑皮层中的特定网络对齐，无论是单个细胞类型还是多变量细胞特征（指纹）。
对大脑健康和疾病的影响
“这些发现突显了人类大脑功能组织与其细胞基础之间的联系，”资深作者、罗伯特伍德约翰逊医学院精神病学副教授、罗格斯大学大脑健康研究所和先进人脑成像研究中心核心教员阿夫拉姆·霍尔姆斯（Avram Holmes）说。“这项研究对于理解健康和疾病中的大脑功能的细胞基础具有重要意义。”
神经科学的未来方向
这项研究为未来的研究所奠定了基础，以探索我们多样化的细胞类型如何在大脑网络内协同工作，并测试其他潜在模型，了解细胞如何贡献于大脑功能。
霍尔姆斯说：“未来的研究应探讨将这些多样化细胞定义的层次结构整合到分析中的方法，并考虑活体大脑功能的替代模型。”
参考文献：《人类功能皮层连接组的细胞类型基础》，2024年11月21日，《自然神经科学》。DOI: 10.1038/s41593-024-01812-2
资助机构：美国国家心理健康研究所、Northwell Health/Feinstein医学研究所推进女性科学、医学职业发展奖、Feinstein医学研究所Barbara Zucker新兴科学家奖、NIH/美国国家卫生研究院
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