El profesor del Laboratorio Cold Spring Harbor Anthony Zador ha dado el siguiente paso en su búsqueda para resolver exactamente cómo está conectado el cerebro.
Zador, un neurocientífico cuyo laboratorio estudia cómo los circuitos del cerebro median y controlan comportamientos complejos, se propuso hace unos 10 años para mapear tres pilares de la función cerebral: conectividad, expresión génica y actividad fisiológica. Porque la tecnología no existía para efectivamentePara ello, su equipo desarrolló MAPseq, una técnica utilizada para mapear las conexiones de diferentes células cerebrales y obtener una mejor comprensión de cómo interactúan entre sí. A lo largo de los años, Zador y su laboratorio continuaron mejorando la técnica.
En un estudio publicado en el último número de Celda , el laboratorio de Zador, dirigido por Xiaoyin Chen, becario postdoctoral y primer autor del artículo, presenta BARseq, la próxima generación de MAPseq. La nueva tecnología se puede utilizar para expandir el mapa cerebral al determinar con precisión la ubicación de una neuronaEsto permite a BARseq determinar no solo las conexiones de una neurona, sino también su patrón de expresión génica y su actividad fisiológica, dos piezas del rompecabezas que MAPseq no pudo manejar.
"El cerebro es básicamente un circuito. Es un grupo de neuronas conectadas entre sí", dijo Zador. "Para avanzar en la neurociencia, debemos ser capaces de entender cómo esas neuronas están conectadas entre sí,e idealmente para poder relacionarlos con otros aspectos de la función neuronal, como la expresión génica y la actividad neuronal ".
BARseq está diseñado para ayudar a los investigadores a acercarse a ese objetivo. Se basa en el mismo concepto que MAPseq, con varias actualizaciones importantes.
Los investigadores usaron MAPseq para etiquetar cada neurona con un código de barras único compuesto de secuencias genéticas. Al seguir esas etiquetas en el cerebro, pueden ver dónde las neuronas envían mensajes y luego mapear las vías que forman esas señales entre diferentes áreas del cerebro.Esto se llama conectividad cerebral.
El problema con MAPseq fue que el proceso de etiquetar las neuronas, donde las células del cerebro tenían que mezclarse, separarse y luego etiquetarse, resultó en una resolución espacial deficiente. El proceso produjo un mapa borroso que dificultabainvestigadores para ver cómo una neurona estaba conectada a un pilar en particular, como la expresión génica. La baja resolución también evitó que los investigadores identificaran exactamente en qué parte del cerebro se encontraba la neurona.
BARseq resuelve ese problema al permitir a los investigadores etiquetar y secuenciar las neuronas in situ, o en su forma y ubicación original en el cerebro. "Así que, básicamente, puedes ver exactamente dónde están las neuronas cuando secuenciamos los códigos de barras", dijo Chen.
El equipo utilizó BARseq para mapear las conexiones de 3.579 neuronas en la corteza auditiva del cerebro del ratón. La coincidencia de los patrones de conectividad con la expresión génica permite a los científicos caracterizar diferentes tipos de células y definir sus funciones específicas en el cerebro. Podría resultar ser unherramienta valiosa para estudiar cómo se forman los circuitos neuronales.
"Si pudiéramos tener un diagrama de cableado completo, un mapa, que proporcionaría una base para comprender el pensamiento, la conciencia, la toma de decisiones y cómo estos salen mal en trastornos neuropsiquiátricos como el autismo, la esquizofrenia, la depresión, el TOC", dijo Zador.
BARseq, como su predecesor, es mucho menos costoso, requiere mucho trabajo y consume más tiempo que las tecnologías de mapeo actuales. Su laboratorio lo usó para mapear hasta decenas de miles de neuronas por animal en unas pocas semanas a un costo relativamente bajo.
El equipo ahora está refinando BARseq para lograr una resolución sináptica para un mapeo aún más claro y preciso. Si bien BARseq puede determinar exactamente dónde comienza una conexión neuronal, solo puede proporcionar una estimación cercana de dónde termina.
"En este momento, puedo decirte dónde una neurona envía sus axones, pero no puedo decirte exactamente con qué neuronas está formando sinapsis", dijo Zador. "Todavía no tenemos suficiente resolución espacial en el destino.Pero estamos trabajando en eso "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Cold Spring Harbor . Original escrito por Charlotte Hu. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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