Los neurocientíficos del Laboratorio Cold Spring Harbor CSHL han movilizado métodos avanzados de imágenes y computación para mapear exhaustivamente - "contar" - las poblaciones totales de tipos específicos de células en todo el cerebro del ratón. En un estudio publicado en Celda , informan dos hallazgos muy sorprendentes.
Su estudio "qBrain" cerebro cuantitativo revela que, contrariamente a lo esperado, los números y las proporciones de tres tipos principales de células inhibidoras varían de manera estereotípica en diferentes partes de la corteza del ratón. Esto implica que diferentes áreas corticales, por ejemplo, aquellasque involucran la cognición frente a las que involucran la percepción de estímulos sensoriales, han evolucionado para adaptar sus circuitos locales a funciones cerebrales específicas. También sorprendente fue que mientras los cerebros masculinos y femeninos no diferían en el recuento celular en las regiones corticales, el estudio identificó 11 áreas subcorticales con génerodiferencias específicas. Sorprendentemente, a pesar de la tendencia general de los cerebros masculinos a ser más grandes, 10 de estas regiones tenían más neuronas moduladoras en las mujeres que en los hombres.
"Esto muestra que hay más células que modulan las señales y ejercen control temporal en áreas que regulan los comportamientos reproductivos, sociales y de crianza en mujeres que en hombres, con una excepción hasta ahora", dice el profesor asociado de CSHL, Pavel Osten, el líder del equipo.La excepción es un área pequeña en el hipotálamo, llamada núcleo preóptico posterodorsal, que se cree que controla una sola función reproductiva masculina específica eyaculación.
Los tipos de células inhibitorias que modulan las señales de las neuronas excitadoras contadas por la tecnología qBrain incluyeron células que expresan parvalbúmina PV +, somatostatina SST + y péptido intestinal vasoactivo VIP + y cuatro subtipos. Cada una es una proteína que sirve paramarcar un tipo de célula distintivo en el cerebro de los mamíferos. Es el primer paso en un proyecto que CSHL y sus colaboradores están realizando como parte de la "Red del Censo Celular de la Iniciativa BRAIN BICCN del Instituto Nacional de Salud". En los próximos 5 años, el equipoconstruirá una base de datos integral de recursos en línea para la comunidad científica que incluirá mapas de distribución y morfologías celulares para más de 100 tipos de células distintas en todo el cerebro del ratón.
"Incluso nuestros primeros resultados muestran que realmente importa conocer la composición del cerebro de una manera precisa y cuantitativa", dice Osten. QBrain se basa en una plataforma de tecnología automatizada que se utilizará para realizar análisis similares de otros cerebros de mamíferos, desde topillos de pradera hasta monos tití y humanos. Esto permitirá comparaciones cruzadas de especies sin precedentes.
"El cerebro es como un rompecabezas de Lego muy complicado, con piezas que vienen en todo tipo de formas y tamaños", dice Osten. "Si quieres entender cómo funcionan los circuitos cerebrales, primero debes saber cuántas piezas hay, de qué tipos y cómo se distribuyen. Todavía no se conoce, pero se cree que hay al menos 500 tipos de células en el cerebro de los mamíferos, y posiblemente miles. Todavía nos falta una lista básica de piezas ".
Los profesores de CSHL Z. Josh Huang y Partha Mitra colaboraron en el documento qBrain. Cada cerebro del mouse fue escaneado y registrado con precisión en una cuadrícula de 600 regiones en un archivo maestro por computadora, un cerebro por día. Los ~ 200 GB de datos paracada cerebro se analizó luego con algoritmos de aprendizaje automático que identifican las neuronas individuales por tipo, de acuerdo con los parámetros "aprendidos" de los expertos humanos.
Osten espera que el uso de qBrain para escanear y cuantificar el cerebro en modelos de ratón de trastornos psiquiátricos, del neurodesarrollo y neurodegenerativos, desde depresión y esquizofrenia hasta autismo y enfermedad de Alzheimer, proporcione comparaciones instructivas con los datos extraídos de cerebros de ratones sanos.Esto podría permitir a los científicos comenzar a aclarar qué irregularidades cerebrales caracterizan esas enfermedades.
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Materiales proporcionado por Laboratorio Cold Spring Harbor . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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