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脑五彩纸屑 为什么我们的嗅觉在老年时会下降

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2019-12-15浏览次数:1061

在哺乳动物中,新神经元(神经发生)的产生主要局限于儿童早期,并且仅发生在成年期前脑的少数区域。一个例外是嗅觉神经元,它从干细胞发展到几个中间阶段。 “这些神经元的产生随着年龄的增长而减少。在我们最近的研究中,我们想要找出细胞基础以及干细胞在这个过程中起什么作用,”Carsten Marr博士解释说。他是Helmholtz Zentrum Myunchen计算生物学研究所(ICB)的研究小组负责人。

为澄清这一问题,我们成立了慕尼黑亥姆霍兹中心的跨学科专家团队,包括数学家Lisa Bast和Carsten Marr,干细胞研究员Filippo Calzolari博士(现为美因茨大学物理化学研究所)和Yovica Ninkovich教授。 “我们的方法使用所谓的五彩纸屑记者跟踪家谱:在小鼠大脑中,我们诱导个体干细胞和所有后代,即所谓的克隆,以特定的颜色点亮,”Filippo Calzolari说。通过这种方式,科学家可以通过不同的颜色来区分克隆,这使得该技术得名。 “下一步,

连接点

然而,对这些图像的系统分析证明对人类几乎是不可能的,因为可用的数据是如此不同以至于难以比较年轻和年老的大脑。在这里,Carsten Marr和他的团队的专业知识开始发挥作用。他们是单细胞动力学量化的专家,研究哪些细胞和大量细胞中有多少细胞决定哪种细胞命运。为此,研究人员使用人工智能方法开发数学模型并推导出算法来帮助分析图像数据。

“我们将五彩纸屑测量结果与几种神经发生的数学模型进行了比较,”Lisa Bast解释道。 “我们发现自我更新的能力在老年期间有所下降,特别是在一些称为祖细胞转运蛋白扩增的中间阶段。”此外,分析显示老年小鼠干细胞中不对称细胞分裂和静止的增加。 “这意味着分化成嗅细胞的细胞数量在老年时会减少,因为它们往往会留在干细胞池中而变得不那么活跃。因此,生产停止,”Jovica Ninkovic说。这项工作是科学家第一次使用数学模型定量描述神经干细胞在活哺乳动物大脑中的行为。