Новые карты мозга Захват поведения родителей в ярких моментальных снимках

Области, которые освещены белым и желтым цветом на этом снимке коры головного мозга, представляют собой нейроны, связанные с усами мыши, которые активируются, когда мышь исследует новую среду.

Источник: Предоставлено Лабораторией развития мозга и ремонта в Университете Рокфеллера

В последнее время изображение мозга стало более ярким, как Kodachrome. На этой неделе исследователи из Университета Рокфеллера в Нью-Йорке объявили о революционной технике нейровизуализации, которая позволяет им создавать красочные снимки, которые охватывают всю мозговую кору головного мозга мыши в одном кадре.

Эти современные изображения мозга являются новаторскими с точки зрения нейрофизиологии … Они также очень приятны для глаз. На мой взгляд, огромные полотна этих увлекательных образов не выглядели бы неуместными, висящими в Музее современного искусства (MoMA). Лично я был рад видеть, как эти изображения выходят из Рокфеллера, потому что моя мама работала с Рене Дубосом в 1960-х годах, когда он был в их институте, написав свой шедевр Пулитцеровской премии « So Human an Animal» .

Новая, ультрасовременная техника нейровизуализации от Rockefeller называется «ClearMap» и способна создавать динамические снимки, которые представляют все активные нейроны в мозге в определенное время. В настоящее время исследователи из Рокфеллера и Гарвардского университета используют ClearMap для изучения областей мозга, участвующих в родительском поведении.

ClearMap принимает снимки всей коры головного мозга

До сих пор нейробиологи полагались на инструменты визуализации головного мозга, которые могут только точно рассмотреть маленький кусочек мозга млекопитающих (менее одного кубического миллиметра) или размыть взгляд на большую область мозга. Что делает эту новую технику новаторской, так это то, что исследователи из Рокфеллера создали метод, который сочетает в себе лучшее из обоих миров. , , ClearMap фиксирует подробный снимок глобальной активности и создает атлас всего мозга мыши.

• Приложения будущего психиатрии?
• Интуитивный родитель
• Воспитание дельфинов: лекарство от тигр-мам и папоротников-медуз
• Вы невольно испортили своего ребенка? -Парт II
• Время для праздников: абсурдность «семейных обязательств»

Новый метод описан в отчете за май 2016 года «Сопоставление активности мозга с помощью автоматизированного анализа объема немедленных ранних генов», которое появляется в Интернете в журнале Cell .

Источник: Предоставлено Лабораторией развития мозга и ремонта в Университете Рокфеллера

Это исследование проходило в лаборатории профессора Лаборатории развития и ремонта мозга Марка Тессиера-Лавина и в настоящее время президента Университета Рокфеллера. В заявлении Тессиер-Лавин объяснил: «Мышь мозга содержит миллионы нейронов, а типичный образ изображает активность около миллиона нейронов. Цель техники – ускорить наше понимание того, как работает мозг ».

Элиза Адамс, аспирантка в лаборатории Тессье-Лавина и соавтор исследования, добавила: «Из-за природы нашей техники мы не можем визуализировать активность живого мозга со временем – мы видим только активные нейроны, которые активны в определенное время мы сделали снимок. Но то, что мы получаем в этом компромиссе, – это всеобъемлющий взгляд на большинство нейронов в мозге и способность сравнивать эти активные нейронные популяции между моментальными снимками в надежной и беспристрастной манере ».

• Frosh Week: недооцененные дети подвергаются наибольшему риску
• Семейная терапия и координация воспитания детей для уменьшения конфликтов
• Развод в новостях
• Голодные игры? Дочь, принужденная к диете, живет жизнью расстройств пищевого поведения
• Продвижение потока

Несмотря на то, что каждый снимок активности мозга обычно включает по меньшей мере миллион активных нейронов, исследователи могут быстро просеять массы данных, сравнив один снимок с другим в слайд-шоу. Просто устраняя нейроны, которые активны в обоих моментальных снимках, исследователи могут отточить, в каких нейронах активируются в каждом уникальном состоянии.

Наблюдение и тестирование Как работает родительский мозг

В настоящее время основной целью этого инструмента визуализации является помощь исследователям в создании гипотез о функции мозга, которые впоследствии могут быть протестированы в других экспериментах по поведению родителей. Используя новую методику ClearMap, исследователи Университета Рокфеллера сотрудничали с Кэтрин Дулак и другими учеными из Гарвардского университета, чтобы наблюдать, какие области мозга активируются во время родительского воспитания.

Исследователи обнаружили, что, когда взрослая мышь встречается с щенком, область ее мозга, которая, как известно, активна во время воспитания – медиальное преоптическое ядро ​​или вспышки MPO. Тем не менее, они также заметили, что всякий раз, когда область MPO активируется, в кортикальной миндалине наблюдается меньшая нейронная активность.

У миндалины есть много функций, но широко считается областью, которая обрабатывает отвратительные ответы на основе страха. Интересно, что исследователи обнаружили, что миндалина напрямую связана с «родительским регионом» МПО. В заявлении автор исследования Николя Ренье объяснил эту связь,

«Наша гипотеза заключается в том, что нейроны родительского контроля тормозят активность в области страха, что может подавлять отвратительные реакции, которые могут иметь мыши у щенков. Действительно, мыши, которые являются агрессивными для щенков, как правило, проявляют большую активность в кортикальной миндалине. Чтобы проверить эту идею, следующим шагом является блокирование активности этой области мозга, чтобы убедиться, что это уменьшает агрессию у мышей ».

Хотя это чисто спекуляция с моей стороны, можно было бы получить обоснованное предположение, что это открытие может помочь объяснить нейробиологические корни развратных матерей и отсутствующих отцов. Может быть, люди с атипичной связью мозга между МПО и миндалевидной биологией не имеют биологической силы для воспитания своих детей? Будет интересно посмотреть, будут ли в будущем исследования, проведенные с использованием ClearMap, вмешательствами, которые могут способствовать связыванию родителей и детей в ситуациях, когда врожденные биологические родительские механизмы идут вразрез.

Тем не менее, технология ClearMap имеет более широкие последствия, чем просто анализ того, какие области мозга мыши активны в разных ситуациях. Эта новая методика также может быть использована для сопоставления активности мозга в ответ на любые биологические изменения. Это может включать: проверку эффективности препарата; мониторинг распространения болезни; или даже исследовать процесс принятия решений в мозге. «Вы можете использовать ту же стратегию, что и картографировать все, что хотите, в мозге мыши», – говорит Ренье.

Вывод: мозги мышей держат много подсказок для понимания человеческого мозга

Этот новый метод картирования мозга особенно важен, поскольку мозг мыши и мозг человека на удивление похожи. Фактически, гены, ответственные за создание и эксплуатацию мозга мыши и человеческого мозга, на 90% идентичны. Поэтому отображение всего мозга мыши в один снимок является мощным инструментом для идентификации нейронных механизмов человеческого поведения и расшифровки тайн человеческой нейропсихологии.

ClearMap – это потенциально революционная технология визуализации мозга, которая может принести пользу человечеству в ближайшем будущем. Оставайтесь с нами на эту тему!

© 2016 Кристофер Бергленд. Все права защищены.

Следуйте за мной на Twitter @ckbergland для получения обновлений в сообщениях в блоге Athlete's Way .

The Athlete's Way ® является зарегистрированным товарным знаком Christopher Bergland.