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哥伦比亚大学新闻

为什么命名你的神经元可以帮助治疗大脑疾病

人类大脑大约有1000亿个神经元,它们以错综复杂的方式连接在一起,西班牙神经解剖学家拉蒙?卡哈尔(Ramon y Cajal)将其比作“许多研究人员迷失自我的密林”。

但是,要破解大脑是如何工作的,并理解大脑在许多疾病中是如何出错的,就必须弄清楚大脑到底有多少种神经元,以及它们之间是如何相互连接的。

现在,一个哥伦比亚大学领导的国际小组最近在《自然神经科学》上发表了一篇论文,提出了大脑皮层神经元的统一命名法。大脑皮层是大脑的最外层,在注意力、感知、意识、记忆、语言和意识中起关键作用。

哥伦比亚大学(Columbia University)生物科学系教授、数据科学研究所(Data Science Institute)成员拉斐尔?尤斯特(Rafael Yuste)说,“对数百种神经元类型及其属性进行存档,一个得到广泛认同的分类是必不可少的。”“如果我们能破译大脑皮层是如何形成的以及它是做什么的,我们就能从科学的角度理解我们的大脑。”

自现代神经科学诞生以来,如何对神经元进行分类一直是争论的焦点。Yuste说,由于它们的细胞多样性,许多描述它们解剖、生理和分子特征的努力都失败了。

然而,在过去的二十年里,人类基因组计划已经产生了大量的分子方法,使识别和表型细胞的大量。

“这一分子革命正在产生完整、准确和永久的数据库——被认为是生物学的黄金标准的三头同盟,”Yuste说。

特别是,利用高度自动化的技术,可以快速且经济地对单个细胞的RNA进行排序,一些研究小组已经开始收集数据集来对皮层中的细胞类型进行分类。Yuste说:“这种方法可以对数以万计的细胞进行采样,生成一个基本完整的覆盖皮层中所有现有细胞类型的东西。”

两年前,在哥本哈根举行的一场关于皮质神经元的国际会议上,与会者一致认为,现在是时候最终解决创建一个统一分类的问题了。

74名科学家提出用单细胞RNA测序作为皮层神经元统一分类的骨架。这项被称为“哥本哈根分类”的提案在《自然神经科学》的文章中有描述。Yuste说:“这可能是一个历史性的事件,因为它解决了神经科学的一个核心问题。”“一个统一的框架不仅对研究人员和临床医生很重要,他们有兴趣了解大脑皮层是如何工作的,而且可以激发类似的细胞群落分类。”

事实上,他补充道,“世界上有很多大的组织都将人体的所有细胞分类,这可能是生物学和医学的一个突破。”

随着神经科学迅速向数字数据转变,研究人员建议使用一种算法定期更新分类,这种算法通常被软件业用于自动数据聚合。

Yuste说:“在不太遥远的将来,神经科学家终于可以通过科技,打破困扰我们几个世纪的僵局,这是令人兴奋的。”



新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.columbia.edu/news/why-naming-neurons-can-help-cure-brain-disease