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机器学习、分子探针,前沿技术如何帮助构建多元化人脑“地图”

2021-08-27

海外星云 2021年8期
关键词:信号功能活动

近年来,实现不同类型脑图之间的关联成为了技术发展的重点。通过建立分子和细胞活动与大脑功能之间的联系,科学家们不仅可以积累基因型一表型关联,还可以对神经活动和相关机制进行详细解读。例如,自闭症、精神分裂症和神经退行性疾病等与脑内分子活动的相关性。

为了将不同类型脑图建立联系,分子FMRI技术迎来了最新进展。这是一种新形式的FMRI技术,通过使用化学或基因编辑构造的探针结合FMRI技术监测大脑活动,使无创全脑神经成像具有接近光学神经成像方法的特异性和分辨率。

绘制脑图建立结构性认知

绘制人类大脑图谱,这项听起来疯狂且大胆的计划在2003年由艾伦脑科学研究所筹备启动。

艾伦脑科学研究所以加速了解人类大脑在健康和疾病中的运作方式为目标,不断整合脑类解剖学图像和基因表达信息,并将汇总的各类脑图数据公开访问。

艾伦脑科学研究所研究进展

人类脑图被形象的命名为“map”,其图形建立方式与全球定位系统(GPS)有异曲同工之妙。Allen人脑图谱确定了人脑中的1000个解剖点,并标明了每个点上特定的基因表达和基本的生物化学特性。科学家将相关数据编制成为“Allen Human Brain Atlas”数据库。

该数据库中除了显著标识出人类基因图谱中的每个基因在大脑上的表达区域之外,还包括了各类大脑磁共振成像(MRI)数据,对于促进正常和疾病状态下的人脑临床研究有极大帮助。

今年四月份,艾伦研究所在脑部疾病治疗方向有了最新进展,该机构宣布与生物制药公司BioMarin合作开发罕见脑部疾病的基因疗法。……

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