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蓝脑微连接组跨越了880亿个突触

导读瑞士大脑研究计划组织EPFL的蓝脑计划的研究人员将两个引人注目的大型数据集结合起来,产生了全新的东西-指导整个小鼠新皮层神经元与神经元

瑞士大脑研究计划组织EPFL的“蓝脑计划”的研究人员将两个引人注目的大型数据集结合起来,产生了全新的东西-指导整个小鼠新皮层神经元与神经元连通性的规则的初稿模型。根据这些规则,他们能够生成1000万个神经元的微连接体的统计实例,该模型跨越五个数量级,包含880亿个突触连接,将成为世界上最大规模的详细连接模拟的基础神经回路。

识别新皮质每个区域中所有神经元的连接

神经元之间的突触连接结构决定了它们的活动和功能。到目前为止,仅在很小的体积(小于销的头部)内完成对所谓的连接组的全面快照的测量。对于较大的体积,仅研究了少数单个神经元对由极细而长的纤维束形成的远距离连接的影响,这远非一概而论。另外,它已在宏观尺度上进行了研究,即平均特征的“缩小”视图,不提供单细胞分辨率。

在《自然通讯》上发表的一篇论文中,蓝脑研究人员表明,诀窍在于结合这两种观点。通过整合来自两个最新数据集的数据-艾伦老鼠大脑连通性地图集和Janelia MouseLight-,研究人员确定了一些关键规则,这些规则指示哪些单个神经元可以在新皮层内长距离形成连接。这是可能的,因为这两个数据集在整个新皮层和提供的细胞分辨率方面相互补充。

单细胞分辨率下出人意料的复杂结构的出现

在先前对局部脑回路建模的工作基础上,研究人员随后能够参数化这些新皮质连接性原理,并生成与其兼容的统计连接组实例。当研究结果结构时,他们发现了一些令人着迷的东西。在细胞分辨率上,迄今为止仅在相邻神经元之间才能看到的令人惊讶的复杂结构现在也将不同区域和大脑相对端的神经元捆绑在一起。这与以前在人脑中发现的自相似性规则(MRI数据)具有可比性,并预测它会一直延伸到单个神经元的水平。

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