Zusammenfassung: Forscher haben dank einer komplizierten Kartierung von Neurotransmitter-Rezeptoren wichtige Regulierungsprinzipien im Gehirn enthüllt.
Das Team, das die Gehirne von Makaken untersucht, hat ein tieferes Verständnis dafür geliefert, wie unser Gehirn zwischen intern und extern motivierten Gedanken und Emotionen unterscheidet.
Ihr umfassender Datensatz, der jetzt öffentlich zugänglich ist, bietet einen einzigartigen Einblick in die Mikro- und Makrofunktionen des Gehirns.
Die Ergebnisse versprechen nicht nur, unser Verständnis der normalen Gehirnfunktion zu verbessern, sondern könnten auch die Entwicklung neuer Therapien leiten, die auf bestimmte Gehirnfunktionen abzielen.
Wichtige Fakten:
- Das Team hat die Rezeptoren für Neurotransmitter im Gehirn von Makaken kartiert, ein Durchbruch, der uns helfen könnte zu verstehen, wie das Gehirn zwischen inneren und äußeren Reizen unterscheidet.
- Eine detaillierte Karte der „Ampeln“ des Gehirns könnte die Tür zu einem tieferen Verständnis der Gehirnfunktion öffnen und möglicherweise die Entwicklung neuer Therapien leiten.
- Der erstellte umfassende Datensatz, der öffentlich zugänglich gemacht wurde, verbindet verschiedene Maßnahmen der Neurowissenschaften und kann dazu beitragen, die Lücke zwischen mikroskopischen Studien und neurowissenschaftlichen Studien des gesamten Gehirns zu schließen.
Quelle: Universität Bristol
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Muster von Rezeptoren wichtige Regulierungsprinzipien im Gehirn bestimmen.
Ein internationales Forscherteam, das die Gehirne von Makaken untersucht, hat Neurotransmitterrezeptoren kartiert und eine mögliche Rolle bei der Unterscheidung innerer Gedanken und Emotionen von solchen aufgezeigt, die durch äußere Einflüsse erzeugt werden.
Der umfassende Datensatz wurde öffentlich zugänglich gemacht und dient als Brücke zwischen verschiedenen Methoden der Neurowissenschaften – vom Mikroskop bis zum gesamten Gehirn.
Der Hauptautor Sean Frodist-Walsh vom Fachbereich Informatik der Universität Bristol erklärte: „Stellen Sie sich das Gehirn als eine Stadt vor. In den letzten Jahren hat sich die Gehirnforschung auf die Erforschung seiner Funktionsweise konzentriert, aber in diesem Artikel haben wir die detaillierteste Karte erstellt.“ Doch eines der Verkehrssignale – Neurotransmitter-Rezeptoren – steuert den Informationsfluss.
„Wir haben Muster in der Anordnung von ‚Ampeln‘ entdeckt, die uns helfen, ihre Funktion in der Wahrnehmung, im Gedächtnis und in den Emotionen zu verstehen.“
„Es ist, als würde man den Schlüssel zum Verkehrsfluss einer Stadt finden, und es eröffnet spannende Möglichkeiten, um zu verstehen, wie das normale Gehirn funktioniert.“
In Zukunft ist es möglich, dass andere Forscher diese Karten nutzen, um mit neuen Medikamenten auf bestimmte Gehirnnetzwerke und -funktionen abzuzielen.
„Unsere Studie zielt darauf ab, die bisher detaillierteste Karte dieser ‚Ampeln‘ zu erstellen.“
Das Team verwendete eine Technik namens In-vitro-Rezeptor-Autoradiographie, um die Dichte von Rezeptoren aus sechs verschiedenen Neurotransmittersystemen in mehr als 100 Gehirnregionen abzubilden.
Um Muster in diesen riesigen Daten zu finden, wandten sie statistische Techniken an und nutzten modernste Neuroimaging-Techniken, kombiniert mit anatomischem Expertenwissen. Dies ermöglichte es ihnen, Beziehungen zwischen Rezeptormustern, Gehirnkonnektivität und Anatomie aufzudecken.
Durch das Verständnis der Regulierung von Rezeptoren im gesamten Gehirn hoffen wir, dass neue Studien in der Lage sein werden, Gehirnaktivität, Verhalten und Arzneimittelwirkung besser zu verknüpfen.
Da die Rezeptoren außerdem die Ziele der Medikamente sind, könnte zukünftige Forschung die Entwicklung neuer Therapien leiten, die auf bestimmte Gehirnfunktionen abzielen.
Dr. Frodist Walsh fügte hinzu: „Als nächstes wollen wir diesen Datensatz verwenden, um Computermodelle des Gehirns zu entwickeln.
Vom Gehirn inspirierte neuronale Netzwerkmodelle werden uns helfen, normale Kognition und Gedächtnis sowie Unterschiede bei Menschen mit Erkrankungen wie Schizophrenie oder unter dem Einfluss von Substanzen wie „Zauberpilzen“ zu verstehen.
„Wir planen auch, die Erkenntnisse besser über die Artengrenzen hinweg zu integrieren und die detaillierte Neurowissenschaft auf Schaltkreisebene, die häufig bei Nagetieren durchgeführt wird, mit der groß angelegten Gehirnaktivität zu verknüpfen, die beim Menschen beobachtet wird.“
Die Erstellung offen zugänglicher Karten der Rezeptorexpression in der gesamten Großhirnrinde, die Neuroimaging-Daten integrieren, kann die artenübergreifende Translation beschleunigen.
„Es wird der neurowissenschaftlichen Gemeinschaft über die EBRAINS-Infrastruktur des Human Brain Project kostenlos zur Verfügung gestellt, sodass es von anderen Computerneurowissenschaftlern mit dem Ziel genutzt werden kann, andere biologisch informierte Modelle zu erstellen“, fügte Nicola Palomero Gallagher, HBP-Forscherin am Forschungszentrum Jülich, hinzu . und leitender Autor des Artikels.
Das globale Forscherteam der University of Bristol, der New York University, des Human Brain Project, des Forschungszentrums Jülich, der Universität Düsseldorf, des Childmind Institute und der Paris City University.
Über diese Neuigkeiten aus der Neurowissenschaftsforschung
Autor: Laura Thomas
Quelle: Universität Bristol
Kommunikation: Laura Thomas – Universität Bristol
Bild: Bildquelle: Neuroscience News
Ursprüngliche Suche: offener Zugang.
„Gradienten der Neurotransmitter-Rezeptor-Expression im Makaken-KortexGeschrieben von Shawn Frodist Walsh et al. Natürliche Neurowissenschaften
eine Zusammenfassung
Gradienten der Neurotransmitter-Rezeptor-Expression im Makaken-Kortex
Die Dynamik und Funktion neuronaler Schaltkreise hängt von den durch die Rezeptoren vermittelten Interaktionen ab. Daher ist eine umfassende Karte der Rezeptorregulation über kortikale Regionen hinweg erforderlich. In dieser Studie verwendeten wir die In-vitro-Rezeptor-Autoradiographie, um die Dichte von 14 Arten von Neurotransmitter-Rezeptoren in 109 Regionen des Makaken-Kortex zu messen.
Wir haben Rezeptordaten mit anatomischen, genetischen und funktionellen Konnektivitätsdaten in einem gemeinsamen kortikalen Raum kombiniert. Wir haben den Hauptgradienten der Rezeptorexpression für jedes Neuron untersucht. Dies steht im Einklang mit der kortikalen Hierarchie vom sensorischen Kortex bis zu höheren kognitiven Regionen.
Der zweite Gradient, angetrieben durch Serotonin 5-HT1 a Rezeptoren, Spitzen im vorderen Cingulat, das Standard- und das ausgeprägte retikuläre Netzwerk. Ein ähnliches Muster fanden wir für 5-HT1 a Ausdruck im menschlichen Gehirn. Daher könnte der Makak ein vielversprechendes Translationsmodell für die Behandlung serotonerger Störungen sein.
Rezeptorgradienten können eine schnelle und zuverlässige Informationsverarbeitung in sensorischen kortikalen Regionen und eine langsame, fließende Integration in kognitiven Regionen höherer Ordnung ermöglichen.
