罗格斯大学脑健康研究所(BHI)和先进人类脑成像研究中心(CAHBIR)的研究人员发现,不同类型的脑细胞如何协同工作,形成人类大脑中的大规模功能网络。这些网络是相互连接的系统,支持从感觉处理到复杂决策的一切过程,为脑健康和疾病的新见解铺平了道路。通过确定这些细胞基础,该研究发表在《自然神经科学》杂志上,提供了对认知和心理健康细胞基础的更深入理解。
“这些发现突显了人类大脑的功能组织与其细胞基础之间的联系。”罗格斯大学罗伯特·伍德·约翰逊医学院精神病学副教授、罗格斯脑健康研究所和先进人类脑成像研究中心核心教员阿夫拉姆·霍尔姆斯(Avram Holmes)说。
大脑的功能特性源自其皮层内的多种细胞类型,皮层是最外层,负责许多复杂的心理任务。神经科学研究的一个主要目标是了解我们的基因、分子和细胞过程如何支持大脑的组织特性,这些特性可以通过功能性磁共振成像来测量。
历史上,科学家们通过检查死后组织样本或使用动物的侵入性技术(如组织结构学、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。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类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利用最近开发的死后基因表达图谱,这些图谱映射了基因在大脑区域中的差异表达,以探索不同类型细胞如何在一般人群中的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或指纹。“这些发现突显了人类大脑的功能组织与其细胞基础之间的联系。”高级作者阿夫拉姆·霍尔姆斯说。
“这项研究对理解健康和疾病中脑功能的细胞基础具有重要意义。”霍尔姆斯说。
这项研究为未来的研究奠定了基础,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,以了解细胞如何贡献于脑功能。霍尔姆斯表示,未来的研究应探讨将这些多样细胞定义的层次结构整合到分析中的方法,并考虑替代的活体脑功能模型。
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