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腦五彩紙屑 為什么我們的嗅覺在老年時會下降

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-12-15瀏覽次數:1061

在哺乳動物中,新神經元(神經發生)的產生主要局限于兒童早期,并且僅發生在成年期前腦的少數區域。一個例外是嗅覺神經元,它從干細胞發展到幾個中間階段。 “這些神經元的產生隨著年齡的增長而減少。在我們最近的研究中,我們想要找出細胞基礎以及干細胞在這個過程中起什么作用,”Carsten Marr博士解釋說。他是Helmholtz Zentrum Myunchen計算生物學研究所(ICB)的研究小組負責人。

為澄清這一問題,我們成立了慕尼黑亥姆霍茲中心的跨學科專家團隊,包括數學家Lisa Bast和Carsten Marr,干細胞研究員Filippo Calzolari博士(現為美因茨大學物理化學研究所)和Yovica Ninkovich教授。 “我們的方法使用所謂的五彩紙屑記者跟蹤家譜:在小鼠大腦中,我們誘導個體干細胞和所有后代,即所謂的克隆,以特定的顏色點亮,”Filippo Calzolari說。通過這種方式,科學家可以通過不同的顏色來區分克隆,這使得該技術得名。 “下一步,

連接點

然而,對這些圖像的系統分析證明對人類幾乎是不可能的,因為可用的數據是如此不同以至于難以比較年輕和年老的大腦。在這里,Carsten Marr和他的團隊的專業知識開始發揮作用。他們是單細胞動力學量化的專家,研究哪些細胞和大量細胞中有多少細胞決定哪種細胞命運。為此,研究人員使用人工智能方法開發數學模型并推導出算法來幫助分析圖像數據。

“我們將五彩紙屑測量結果與幾種神經發生的數學模型進行了比較,”Lisa Bast解釋道。 “我們發現自我更新的能力在老年期間有所下降,特別是在一些稱為祖細胞轉運蛋白擴增的中間階段。”此外,分析顯示老年小鼠干細胞中不對稱細胞分裂和靜止的增加。 “這意味著分化成嗅細胞的細胞數量在老年時會減少,因為它們往往會留在干細胞池中而變得不那么活躍。因此,生產停止,”Jovica Ninkovic說。這項工作是科學家第一次使用數學模型定量描述神經干細胞在活哺乳動物大腦中的行為。

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