nature图文配色——结构细节

学术   2024-10-12 08:40   宁夏  

1.

成人大脑的神经接线图


神经元之间的连接可以通过获取和分析电子显微镜下的大脑图像来绘制。近年来,这种方法已被应用于大脑块来重建具有高度信息量的局部连接图,但仍然不足以更全面地理解大脑功能。在这里,我们展示了一张全脑的神经元接线图,其中包含个神经元之间的5 × 107个化学突触,这是由一只成年雌性黑腹果蝇重建的。该资源还包含细胞类别和类型、神经、半谱系和神经递质身份预测的注释。数据产品可供下载、编程访问和交互式浏览,并已实现与其他飞行数据资源的互操作。我们从连接组中推导出一个投影组——区域间的投影图,并报告了突触通路的追踪和从两个半球的输入(感觉神经元和上升神经元)到输出(运动神经元、内分泌神经元和下降神经元)的信息流的分析,以及在中央大脑和视叶之间的信息流。从光感受器子集到下行运动通路的追踪说明了结构如何揭示潜在感觉运动行为的假定电路机制。这里报道的技术和开放生态系统为未来其他物种的大规模连接体项目奠定了基础。

2.

连接体


我们的全脑重建的接线图足够完整,可以被指定为“连接体”。这是对秀丽隐杆线虫31,32(300个神经元,104个突触)和果蝇1龄幼虫33(3000个神经元,5 × 105个突触)神经元重建的实质性进展。我们的连接体在几个方面超越了半脑。例如,它包括中央大脑的食道亚区(SEZ),它对味觉和机械感觉等多种功能很重要,并且包含从大脑下降到腹侧神经索以驱动运动行为的许多神经元过程。此外,它还包括对许多两性二态神经元的下行和上行神经元的注释36(由Deutsch等人分析;可在https://codex获得。

和整个视神经叶。我们对两个视叶的重建远远超出了现有的柱状视觉回路图。如refs所探讨的,视叶和中央大脑之间的联系也包括在内。还包括通过神经和颈部结缔组织延伸到大脑的神经元,这些神经元对于追踪感觉运动通路至关重要,如本文和相关研究所示。

我们的重建使用的图像采集和分析技术不同于那些用于半脑(方法和讨论)。然而,我们以一种重要的方式直接建立在半脑的基础上。Schlegel等人12将提出的半脑细胞类型作为FlyWire中中枢脑神经元细胞分型的起点。这种方法是由不断增长的软件工具生态系统实现的,这些软件工具服务于不同苍蝇数据源之间的互操作性(图1c)。在SEZ和视叶上的额外注释,大部分是在半脑中缺失的,是由果蝇联盟的果蝇研究小组以及公民科学家贡献的,在这里和随附的论文中有更详细的描述。

3.

突触预测


FlyWire目前使用的自动突触检测是由Buhmann等人独立完成的。通过将FlyWire大脑重建与这些突触结合起来,得到的连接组继承了两者的局限性。在突触检测的情况下,用户应该意识到,基本真相仅限于少数神经药丸。因此,某些细胞类型的突触检测性能较低,我们意识到感觉神经元受到的影响尤其严重。FlyWire的重建与任何突触预测方法兼容,未来将提供改进的突触预测。

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