So Fly: wetenschappers voltooien kaart van volwassen fruitvlieghersenen

Volg Drugslib op

Medisch beoordeeld door Carmen Pope, BPHarm. Laatst bijgewerkt op 2 oktober 2024.

Door Carole Tanzer Miller HealthDay Reporter

WOENSDAG 2 OKTOBER 2024 -- Het hoofd van een team uit Princeton dat de hersenen van een volwassen fruitvlieg in kaart heeft gebracht - een keerpunt in het begrijpen van het menselijk brein - legt deze prestatie uit op een manier die de complexiteit ervan logenstraft.

"Net zoals je zonder Google Maps niet naar een nieuwe plek zou willen rijden, wil je de hersenen ook niet verkennen zonder kaart", legt hoofdauteur Sven Dorkenwald, die zijn Ph.D. vorig jaar van Princeton en is nu aan het Allen Institute for Brain Science in Seattle. "Wat we hebben gedaan is een atlas van de hersenen maken en annotaties toevoegen voor alle bedrijven, gebouwen en straatnamen."

Hiermee, zo voegde hij eraan toe in een persbericht van Princeton, "zijn onderzoekers nu uitgerust om zorgvuldig door de hersenen te navigeren terwijl we deze proberen te begrijpen."

Vergelijkend met een routekaart die elk klein steegje en elke snelweg in kaart brengt, zei hij dat de nieuwe kaart - een 'connectoom' genoemd - verbindingen in het fruitvliegbrein op elke schaal laat zien. Het zou op een dag kunnen leiden tot op maat gemaakte behandelingen voor hersenziekten.

Onderzoekers beschreven hun werk op 2 oktober in een speciale uitgave van het tijdschrift Nature.

Ze creëerden een neuron-voor-neuron en synaps-voor-synapskaart van de hersenen van een volwassen fruitvlieg (Drosophila melanogaster). Het identificeert verschillende soorten neuronen en chemische verbindingen (of synapsen) daartussen en biedt informatie over het soort chemicaliën dat door elk neuron wordt uitgescheiden.

Fruitvliegjes delen 60% van het menselijk DNA en lopen parallel met 3 op de 4 menselijke genetische ziekten. Het begrijpen van hun hersenen is een stap in de richting van het begrijpen van die van complexere soorten, inclusief mensen, aldus de onderzoekers.

De fruitvlieg is ook een diepe denker, in staat om langetermijnherinneringen te vormen, deel te nemen aan sociale interacties en over grote afstanden te navigeren. Nu het connectoom is vastgesteld, hopen onderzoekers dezelfde methoden te gebruiken om dieren met grotere hersenen in kaart te brengen.

"Dit is een grote prestatie", zegt mede-leider van het onderzoek Mala Murthy, directeur van het Princeton Neuroscience Instituut. "Er is geen ander volledig hersenconnectoom voor een volwassen dier van deze complexiteit."

Andere onderzoekers hadden de hersenen van een C. elegans-worm en een larvale fruitvlieg, die 302 en 3.000 neuronen hadden, al in kaart gebracht. respectievelijk.

De hersenen van een volwassen fruitvlieg zijn veel complexer en beschikken over bijna 140.000 neuronen die met elkaar verbonden zijn door naar schatting 50 miljoen synapsen.

John Ngai, directeur van het Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies Initiative (BRAIN) van het National Institute of Health, prees de prestatie.

"De kleine fruitvlieg is verrassend geavanceerd en heeft lange tijd gediend als een krachtig model voor het begrijpen van de biologische onderbouwing van gedrag", zei hij in een persbericht van de NIH. "Deze mijlpaal biedt onderzoekers niet alleen een nieuwe reeks hulpmiddelen om te begrijpen hoe de circuits in de hersenen gedrag aansturen, maar dient ook als voorloper van de voortdurende door BRAIN gefinancierde inspanningen om de verbindingen van grotere zoogdieren en menselijke hersenen."

In een begeleidend artikel ook gepubliceerd in Nature rapporteerden onderzoekers over het maken van een aparte kaart, bekend als een projectoom, van projecties tussen hersengebieden.

Het projectoom maakt het mogelijk om specifieke hersencircuits die gedrag controleren gedetailleerd in kaart te brengen, zoals het ocellaire hersencircuit, zeiden ze. Het neemt visuele stimuli op en oriënteert de vlieg tijdens de vlucht.

Om de kaarten te maken, gebruikten onderzoekers van het in Princeton gevestigde FlyWire Consortium, dat 287 onderzoekers in meer dan 76 laboratoria wereldwijd omvat, een AI-model en 21 miljoen hersenbeelden.

Het AI-model veranderde 'klonten en klodders' in die afbeeldingen in een gelabelde driedimensionale kaart. Onderzoekers deelden hun werk met de bredere wetenschappelijke gemeenschap terwijl ze werkten.

"Het zou niet mogelijk zijn geweest om het volledige bedradingsschema handmatig te reconstrueren", aldus medeleider van het project Sebastian Seung, hoogleraar neurowetenschappen en computerwetenschappen aan Princeton. "Dit laat zien hoe AI de neurowetenschappen vooruit kan helpen."

Het BRAIN-initiatief van de NIH verstrekte gedeeltelijke financiering voor het project.

"In veel opzichten zijn [de hersenen] krachtiger dan welke door mensen gemaakte computer dan ook, maar voor het grootste deel begrijpen we de werking ervan niet onderliggende logica,” zei Ngai. "Zonder een gedetailleerd begrip van hoe neuronen met elkaar in verbinding staan, zullen we geen basiskennis hebben van wat goed gaat in een gezond brein of wat er mis gaat bij een ziekte."

Bronnen

  • Princeton University, persbericht, 2 oktober 2024

    • Disclaimer: Statistische gegevens in medische artikelen geven algemene trends weer en hebben geen betrekking op individuen. Individuele factoren kunnen sterk variëren. Vraag altijd persoonlijk medisch advies voor individuele beslissingen over de gezondheidszorg.

    Bron: HealthDay

    Geplaatst : 2024-10-03 06:00

    Lees verder

    Disclaimer

    Er is alles aan gedaan om ervoor te zorgen dat de informatie die wordt verstrekt door Drugslib.com accuraat en up-to-date is -datum en volledig, maar daarvoor wordt geen garantie gegeven. De hierin opgenomen geneesmiddelinformatie kan tijdgevoelig zijn. De informatie van Drugslib.com is samengesteld voor gebruik door zorgverleners en consumenten in de Verenigde Staten en daarom garandeert Drugslib.com niet dat gebruik buiten de Verenigde Staten gepast is, tenzij specifiek anders aangegeven. De geneesmiddeleninformatie van Drugslib.com onderschrijft geen geneesmiddelen, diagnosticeert geen patiënten of beveelt geen therapie aan. De geneesmiddeleninformatie van Drugslib.com is een informatiebron die is ontworpen om gelicentieerde zorgverleners te helpen bij de zorg voor hun patiënten en/of om consumenten te dienen die deze service zien als een aanvulling op en niet als vervanging voor de expertise, vaardigheden, kennis en beoordelingsvermogen van de gezondheidszorg. beoefenaars.

    Het ontbreken van een waarschuwing voor een bepaald medicijn of een bepaalde medicijncombinatie mag op geen enkele manier worden geïnterpreteerd als een indicatie dat het medicijn of de medicijncombinatie veilig, effectief of geschikt is voor een bepaalde patiënt. Drugslib.com aanvaardt geen enkele verantwoordelijkheid voor enig aspect van de gezondheidszorg die wordt toegediend met behulp van de informatie die Drugslib.com verstrekt. De informatie in dit document is niet bedoeld om alle mogelijke toepassingen, aanwijzingen, voorzorgsmaatregelen, waarschuwingen, geneesmiddelinteracties, allergische reacties of bijwerkingen te dekken. Als u vragen heeft over de medicijnen die u gebruikt, neem dan contact op met uw arts, verpleegkundige of apotheker.

    Populaire trefwoorden