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创建墨鱼大脑图谱

本站发布时间:2023-11-21 14:42:35

任何带有红心、蓝血和金黄色的东西,只要能在TimesSquare上显示出来,就会引起轰动认识Sepiabandensis,了解伪装的侏儒墨鱼在过去的三年里,哥伦比亚Zuckermanthat的一位神经学家,包括两位专家和网络设计人员,已经将大脑治疗成了一种被捕获的头足类动物:动脉瘤负荷图显示了第一种大脑的全32叶结构对细胞组织的影响

矮墨鱼是一种主要的蜕皮动物在几毫秒内,动物可以在周围环境中动态地改变其皮肤模式和皮肤纹理伪装是由视觉驱动的,就像它的乌贼和章鱼一样,乌贼控制着大脑中的颜色大脑两侧的神经元将其轴突一直投射到皮肤上,在那里他们控制着成百上千的细胞像素(色素细胞)来实现颜色的改变

当乌贼伪装时,它会产生它的皮肤为了实现这一点,cuttlefs必须将其视觉输入转换为内存中的非实体表示,然后重新创建一个表示监控皮肤的对话框医学博士RichardAxel的实验室想了解这种乌贼是如何达到惊人的效果的理解大脑中无论是脑足还是人类都存在的缺陷,以及这种表现如何转化为思想和行为,是神经科学中最令人信服的问题之一

为了克服乌贼伪装的神经基础,Axella的成员需要记录乌贼大脑相关区域的神经元活性然而,为了从这些记录中提取最科学的价值,他们还需要一份尚未公布的报告因此,该团队开始了一个项目,以建立乌贼大脑的动脉瘤数据库描述该项目的相关研究论文出现在CurrentBiology的在线,并带有相应的网站Cuttlebase.org..

”学习雨燕研究成果的最常用方法之一是高度专业化的特定行为或任务,例如需要观察活动位置的蝙蝠,或者需要按压空间记忆来回忆中间物体的所有位置的蝙蝠”RichardAxel博士论文的第一作者、博士论文的作者之一、论文的作者蒙塔古说。

“我们希望并相信,我们的大脑图谱将帮助社区了解更多关于通过皮肤表达自身信息的机制,这可能会让我们了解任何大脑如何能够代表信息“Montague博士说。

它开始并发展了神经科学、组织成像、计算机编程、解剖学和网络设计等领域的专家合作来构建Cuttlebase。在脑图谱的基础上,我们用核磁共振成像(MRI)扫描了四只雄性和四只雌性墨鱼的脑组织和脑组织。”,诊断学是医生的支柱深入学习人工智能的算法,有助于将动物的大脑从周围的组织中解放出来

合著者SabrinaGjerswold Selleck,刚刚在哥伦比亚大学完成硕士学位,现在为Neuralink工作,他说,由于最近在哥伦比亚作者JiaGuo的团队中做了大量的工作,我很快就开始了这项研究

Gjerswold Selleck说:“我们已经开发了一种深入的学习方法,可以将核磁共振成像中的大脑相关数据从链接到扫描中的其他组织类型中分离出来。”“我们很惊讶,我们有能力掌握这项技术。”

接下来,通过将MRI与20世纪60年代的一个和多个标记的降雨图像进行比较,可以确定每个小墨鱼脑叶的边界位置这是六位作者为数据分析所做的巨大努力,他们在创建这些乌贼数据集的过程中花了数百个小时

这导致了数百张灰度图像显示出了一个自定义的区域,比如说,多页中的州和县的边界为了提高他们的乌贼大脑的分辨率——相当于最后一次显示的所有道路、山丘、湖泊和河流的分辨率——研究了化石技术,这揭示了问题的化学结构这需要生物学家在团队计量学中对乌贼大脑进行分析,然后用彩色化学标记染色,以标记脑细胞和部分的位置,包括神经元、胶质细胞和轴突

网络工具Cuttleb中的许多视图之一,这些视图是乌贼Sepiabandensis(来源:乌贼团队/轴实验室/祖克曼研究所)的多叶脑

最后,在完成了对八个墨鱼MRI扫描的历史分析和统计后,研究人员将这八个大脑集中到一个图谱中总的来说,他们在墨鱼身上鉴定出32个裂,其中大多数可以与特定的生物功能和行为联系起来,这是来自半个国家的一系列经典研究例如,两个较大的耳垂,视叶,处理来自动物“着迷”的视觉输入色素沉着中的运动神经与皮肤的颜色变化机制密切相关平均值应该与学习和记忆有关

尽管这种对切割数据的分析是按顺序进行的,但“展示可视化和搜索工具Cuttlebase和tomake的主要目的几乎是免费的,每个人都可以访问,”Dr说蒙塔古

通过直观的方式,用户可以调用特定不同脑区和神经的组织切片;可缩放的3D模型;以及乌贼26个器官的3D模型,包括在彩虹和右臂之间传递信号的头、墨水囊、喙和神经Cuttlebox中的所有数据都可供其他研究人员在实验室中建立肺叶和其他用户友好功能的解释为非专家提供了学习资源

纽约大学交互式电子通信项目的合著者SukanyaAneja和DanaElkis(分别是该网站的网络工程师和网络设计师)也是Cuttlebasteam的成员,在开发该网站方面发挥了主导作用

“我们有很多关于如何将我们所拥有的一切转化为一种基于经验的东西的来回思考


来源:

Materials provided by
Columbia University.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Tessa G. Montague, Isabelle J. Rieth, Sabrina Gjerswold-Selleck, Daniella Garcia-Rosales, Sukanya Aneja, Dana Elkis, Nanyan Zhu, Sabrina Kentis, Frederick A. Rubino, Adriana Nemes, Katherine Wang, Luke A. Hammond, Roselis Emiliano, Rebecca A. Ober, Jia Guo, Richard Axel.
    A brain atlas for the camouflaging dwarf cuttlefish, Sepia bandensis. Current Biology, 2023; DOI: 10.1016/j.cub.2023.06.007

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