新的高分辨率猪脑图拓展了人类神经科学的发现

2021年06月10日 14:15 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

伊利诺伊大学的研究人员发表了最新的、高分辨率的幼年动物的猪脑图谱。该图谱是生物医学研究的一个重要组成部分,特别是与婴儿大脑发育和营养有关的研究。当科学家需要了解新的婴儿配方奶粉成分对大脑发育的影响时,他们很少有可能以人类为对象进行初步的安全研究。毕竟,很少有父母愿意交出他们的新生儿来测试未经证实的成分。

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家猪的大脑和肠道发育与人类婴儿惊人地相似,比传统的实验动物、大鼠和小鼠要相似得多。而且,像婴儿一样,小猪的体型不算大,可以使用临床上可用的设备进行扫描,包括无创磁共振成像,或MRI。这意味着研究人员可以在猪身上测试营养干预措施,通过核磁共振成像观察它们对发育中的大脑的影响,并对这些相同的营养物质将如何影响人类婴儿做出有根据的预测。

近十年来,科学家们一直依赖伊利诺伊大学使用4周大的猪开发的基于核磁共振的猪脑地图或图谱,以了解营养物质和其他干预措施在何处以及如何影响发育中的大脑。现在,伊利诺伊州的科学家们已经更新了该图集,将其分辨率提高了4倍,他们还为12周大的青春期猪增加了一个新的图集。

这些新图集可在pigmri.illinois.edu免费下载。

为了建立更新的地图集,研究人员在贝克曼生物医学成像中心使用最先进的西门子Prisma 3 T磁共振扫描仪对4周和12周大的猪进行了麻醉和扫描。每个年龄段的多头猪的扫描结果被平均到每个年龄段的单一图谱中,以考虑到个体之间的差异。随后,研究人员确定并以数字方式分离了26个感兴趣的区域,如小脑、延髓、左右皮层和其他区域,并提供了猪体内每个区域的体积标准。不仅提供了全脑的绝对和相对体积,还提供了灰质、白质、脑脊液等组织,以及所有不同的兴趣区域。这些规范性数据可以作为其他可能对某项干预措施如何影响猪脑生长或发育感兴趣的人的参考。

之前的猪脑图谱已被研究人员用于推动世界各地的神经科学,迄今已有约450次下载。该图集所带来的集体发现远远超出了小儿营养学的范围,包括对微生物群-肠道-大脑轴的更深入了解,这似乎与常见的临床情况有关。新的地图集将为研究人员提供一个更精确的大脑视图,使他们能够获得更先进的发现。而且随着老龄猪图谱的增加,他们将能够把他们的发现扩展到更远。

这项研究还详细说明了他们用于创建地图集的过程,给研究人员提供了为其他动物创建额外地图集的蓝图。

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