سلول های عصبی به دنبال نامرئی الگوهای در مغز تشکیل

با استفاده از ميکروسکوپ و ریاضیات محققان کشف کرده اند نامرئی که الگوی رشد سلول های عصبی به دنبال در مغز شکل گیری است.

این روش می تواند یک روز اجازه می دهد bioengineers به دست آوردن سلول های بنیادی برای رشد به جایگزینی مصنوعی و بافت ها و اندام.

زندگی مملو از الگوهای. این معمول است برای موجودات زنده برای ایجاد یک تکرار سری از ویژگی های مشابه به عنوان آنها رشد می کنند: فکر می کنم که پر است کمی متفاوت باشد در طول یک پرنده بال یا کوتاه تر و طولانی تر گلبرگ در یک گل رز. معلوم می شود مغز متفاوت است.

این مطالعه جدید در طبیعت فیزیک بر اساس این واقعیت است که مغز شامل بسیاری از انواع مختلف سلول های عصبی و که در آن طول می کشد چند نوع کار در کنسرت برای انجام هر گونه کارهای. محققان می خواستم برای کشف نامرئی الگوهای رشد را قادر می سازد که انواع راست از سلول های عصبی به ترتیب خود را به موقعیت مناسب برای ساخت یک مغز.

“چگونه سلول های با توابع مکمل ترتیب خود را برای ساخت یک عملکرد بافت می گوید:” coauthor Bo Wang, دستیار استاد مهندسی زیستی در دانشگاه استنفورد.

“ما تصمیم به پاسخ این سوال با مطالعه مغز به دلیل آن بوده است که معمولا فرض بر این است که مغز بیش از حد پیچیده به ساده الگودهی قانون است. ما خودمان را شگفت زده هنگامی که ما کشف وجود دارد در واقع چنین یک قانون است.”

مغز آنها تصمیم به بررسی متعلق به یک planarian یک میلیمتر-طولانی flatworm که می توانید مجددا یک رئیس جدید در هر زمان پس از قطع.

A series of multi-colored dots of light show the growing flatworm brain.
محققان با استفاده از میکروسکوپ پیشرفته و مدلسازی ریاضی برای کشف یک الگوی است که بر رشد سلول های عصبی در flatworm مغز در اینجا نشان داده شده. با استفاده از این روش آنها امید به پیدا کردن الگوهای که راهنمای رشد سلول در سایر نقاط بدن به منظور هموار کردن راه برای bioengineer مصنوعی بافت ها و اندام. (اعتبار: وانگ آزمایشگاه/دانشگاه استنفورد)

اول وانگ و مارگاریتا Khariton یک دانشجوی کارشناسی ارشد در آزمایشگاه استفاده می شود فلورسنت لکه ها به مناسبت های مختلف انواع سلول های عصبی در flatworm. آنها سپس با استفاده از وضوح بالا از میکروسکوپ برای گرفتن تصاویر از مغز—درخشان نورون ها و همه و تجزیه و تحلیل الگوهای برای دیدن اگر آنها می تواند استخراج از آنها قوانین ریاضی را هدایت ساخت و ساز خود را.

آنها دریافتند که هر نورون احاطه شده است تقریبا یک دوجین همسایگان شبیه به خود را, اما انواع دیگری از سلول های عصبی در حال پراکنده در میان آنها است. این منحصر به فرد تنظیم بدان معنی است که هیچ تک یاخته عصبی, نشسته, خیط و پیت کردن در برابر آن دو در حالی که هنوز هم اجازه می دهد انواع مختلف مکمل های عصبی می شود نزدیک به اندازه کافی به کار با هم برای تکمیل وظایف.

محققان دریافتند که این الگوی تکرار و بیش از بیش در سراسر flatworm مغز به صورت مداوم از شبکه های عصبی مصنوعی.

نویسندگان جیان شین استادیار مهندسی شیمی و فوق دکتری محقق شیان کنگ طراحی و توسعه یک مدل محاسباتی نشان می دهد که این شبکه پیچیده ای از عملکردی محله های ناشی از گرایش سلول های عصبی را با هم بسته به عنوان نزدیک که ممکن است بدون اینکه بیش از حد نزدیک به دیگر نورون ها از همان نوع است.

در حالی که دانشمندان علوم اعصاب ممکن است روزی انطباق با این روش به مطالعه نورونی الگودهی در مغز انسان محققان معتقدند که این تکنیک می تواند بیشتر مفید اعمال می شود به در حال ظهور در زمینه مهندسی بافت.

ایده اساسی ساده است: بافت مهندسین امیدوارم که برای وادار کردن سلول های بنیادی قدرتمند, general-purpose سلول های که از تمام انواع سلول های مشتق به رشد به انواع سلول های تخصصی که به صورت یک کبد و کلیه یا قلب. اما دانشمندان نیاز به ترتیب کسانی متنوع سلول های به حق الگوهای اگر آنها می خواهند قلب به ضرب و شتم.

“این پرسش که چگونه موجودات زنده رشد به اشکال که انجام توابع مفید است مجذوب دانشمندان قرن” وانگ می گوید. “ما در فن آوری عصر ما هستند و نه محدود به درک این الگوهای رشد در سطح سلولی اما همچنین می توانید پیدا کردن راه هایی برای پیاده سازی این قوانین برای برنامه های کاربردی مهندسی زیستی.”

این Burroughs خوش آمدید صندوق تامین مالی کار می کنند.

منبع: دانشگاه استنفورد

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de