Mikro ölçekli tasvirler, asırlık beyin enerjisi kullanımı bulmacasını ve kan damarı kümelerini çözüyor

Mikro ölçekli tasvirler, asırlık beyin enerjisi kullanımı bulmacasını ve kan damarı kümelerini çözüyor
Yazıyı beğendiyseniz lütfen Paylaşın

[ad_1]

Beynimiz kesintisiz tüketicilerdir. San Diego’dan Berkeley’e kadar olan mesafeyle karşılaştırılabilir uzunlukta uçtan uca istiflenmiş bir kan damarları labirenti, beynimizin en üst düzeylerde çalışmasını sağlamak için sürekli bir oksijen ve şeker akışı sağlar.

Fakat bu karmaşık sistem, beynin daha aktif bölümlerinin daha az talepkar alanlara karşı yeterli besin almasını nasıl sağlıyor? Bu, Kaliforniya Üniversitesi San Diego’daki bilim adamlarının yeni yayınlanan bir çalışmada cevap vermeye yardımcı olduğu, sinirbilimde asırlık bir sorundur.

Xiang Ji, David Kleinfeld ve meslektaşları tarafından yönetilen bir araştırma ekibi, farelerin beyinlerini inceleyen bir ekip, beyin kablolarını bir metrenin milyonda birinden daha ince bir çözünürlüğe kadar detaylandıran yeni geliştirilen haritalar aracılığıyla beyin enerjisi tüketimi ve kan damarı yoğunluğu sorusunu deşifre etti. veya bir insan saçı kalınlığının yüzde biri.

Biyoloji ve fiziğin kesişme noktasındaki çalışmaların bir sonucu olan yeni haritalar, bu “mikrodamarlara” ve bunların kan tedarik zincirlerindeki çeşitli işlevlerine ilişkin yeni bilgiler sağlıyor. Sonuçların altında yatan teknikler ve teknolojiler dergide 2 Mart’ta açıklanmıştır. Nöron.

UC San Diego Fizik Bölümü (Fizik Bilimleri Bölümü) ve Bölümü Profesörü Kleinfeld, “Tüm fare beyinlerindeki mikrovasküler sistemi benzersiz bir tamlık ve hassasiyetle etiketlemek, görüntülemek ve yeniden yapılandırmak için deneysel ve hesaplamalı bir boru hattı geliştirdik” dedi. Nörobiyoloji (Biyolojik Bilimler Bölümü). Kleinfeld, çabanın mühendislik doğasını tersine çevirmeye benzediğini söylüyor. “Bu, Xiang’ın sadece beyin enerjisi kullanımını damar yoğunluğuyla ilişkilendirmekle kalmayıp, aynı zamanda beyin kılcal damarlarının kaybı ile beyin sağlığındaki ani düşüş arasında bir dönme noktasını öngören karmaşık hesaplamalar yapmasına izin verdi.”

Kan damarlarının beslenmeyi aktif ve daha az aktif bölgelere nasıl taşıdığını çevreleyen sorular, 1920’lere kadar fizyolojide genel bir sorun olarak ortaya çıktı. 1980’lerde, günümüzün pozitron emisyon tomografisinin (PET) öncülü olan otoradyografi olarak bilinen bir teknoloji, bilim adamlarının şeker metabolizmasının fare beynindeki dağılımını ölçmesine izin verdi.

Problemi tam olarak anlamak ve çözmek için, Ji, Kleinfeld ve Howard Hughes Tıp Enstitüsü’nün Janelia Araştırma Kampüsü ve UC San Diego Jacobs Mühendislik Okulu’ndaki meslektaşları, fare beynindeki damarların yüzde 99,9’unu doldurdu – yaklaşık 6,5 milyon – – boya etiketli bir jel ile. Daha sonra beynin tamamını mikrometre altı bir hassasiyetle görüntülediler. Bu, veri bilimi araçlarıyla analiz edilebilecek dijital bir vasküler ağa dönüştürülen beyin başına on beş trilyon voksel veya bireysel hacimsel elementle sonuçlandı.

Elde ettikleri yeni haritalar ile araştırmacılar, oksijen konsantrasyonunun beynin her bölgesinde aşağı yukarı aynı olduğunu belirlediler. Ancak, küçük kan damarlarının değişen enerji gereksinimlerini telafi eden temel bileşenler olduğunu buldular. Örneğin, iki beyin yarım küresi boyunca ve omuriliğe sinir uyarılarını aktaran beyaz madde yolları, düşük enerji ihtiyacı olan bölgelerdir. Araştırmacılar orada daha düşük kan damarı seviyeleri belirlediler. Aksine, ses algısını koordine eden beyin bölgelerinin üç kat daha fazla enerji kullandığı ve keşfettikleri, çok daha yüksek kan damarı yoğunluğuna sahip oldukları bulundu.

Fizikte yüksek lisans öğrencisi olan Ji, “Biyolojik sistemlerde artan karmaşıklıkların çözüldüğü çağda, memeli beyinlerindeki görünüşte karmaşık ağların altında yatan paylaşılan basit ve nicel tasarım kurallarının ortaya çıkışını gözlemlemek büyüleyici,” dedi.

Bir sonraki adımda, araştırmacılar, tüm beyne giren ve çıkan kan akışının ayrıntılı modellerini belirlemek için yeni haritalarının daha ince yönlerini incelemeyi umuyorlar. Ayrıca beyin ve bağışıklık sistemi arasındaki büyük ölçüde keşfedilmemiş ilişkiyi de takip edecekler.

Gazetenin yazarları arasında Xiang Ji, Tiago Ferreira, Beth Friedman, Rui Liu, Hannah Liechty, Erhan Bas, Jayaram Chandrashekar ve David Kleinfeld bulunuyor.

Hikaye Kaynağı:

Tarafından sağlanan malzemeler California Üniversitesi – San Diego. Orijinal Mario Aguilera tarafından yazılmıştır. Not: İçerik, stil ve uzunluk için düzenlenebilir.

.

[ad_2]

Kaynak

admin

admin

Talebemektebi bir sevdanın hikayesi

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Translate »