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美科学家绘制人脑3D透视图涵盖所有基因组

转载 来源: 网易探索 2012/9/24 10:34:42

  

美科学家绘制人脑3D透视图涵盖所有基因组

  艾伦人脑图集的3D渲染图像显示了单个基因在两个人脑的皮质区域的表达,红色的区域代表较高的表达,绿色区域代表较低的表达。

  科学家们已经制作出了显示整个大脑部位基因活动的完整的成人大脑地图集。

  这一地图集是通过对两个临床上不显著的大脑和来自于第三个人的半个大脑的900个具体部位的基因分析制作而成的。这两个大脑分别属于一位24岁和39岁的人。

  西雅图的艾伦脑科研究所的研究人员称该图集可作为基线。科学家可以通过对比该基线和患病脑部的基因活动,然后发现引起病变的一些神经学和精神学方面因素。

  研究该图集的爱丁堡大学分子神经学家赛斯.格兰特称:“人脑是人类所知的最复杂的结构,现代生物学一个最大的挑战即是弄清楚它的组成结构。”

  这使得我们首次能够将将人类的大脑与基因组联系起来,为我们提供了厘清基因组和大脑之间联系的必要线索,并且提供了一条解释基因失调将如何影响和引起脑部疾病的途径。

  大脑的能量源自神经线路,不同的细胞和结构,以及在何处何时在310亿片碎片中开启和关闭。

  通过对1亿多大脑切片的测量,有的切片甚至只有几立方毫米大小,科学家们发现84%的基因都是在大脑的某一部分启动的。临近皮质区域(大脑中的大面积褶皱区域)的基因活动是非常相似的,但是在较低区域,例如脑干部位则有所不同。

  对于皮质的更多细节分析显示基因活动的模式与大脑中相应区域的功能一致,例如运动和感官功能。

  这一图集没有显示出左脑半球和右脑半球基因活动主要区别,这表明该项研究并不能发现两个半球所能控制某些特定技能(例如语言)的细微差异。

  尽管实验中的两个大脑都是来源于两个年龄和种族都比较相近的人,而且他们的基因活动模式也是如此的相似,以至于研究人员怀疑人脑的基因表达可能有一个共同的蓝图。研究人员现在已经开始研究两种不同性别的捐助者的大脑,从而检查那些拥有健康大脑的人们的基因蓝图的一致性。

  科学家们过去曾制作过啮齿动物相似的基因图集,但是由于缺少捐赠的人脑以及该项试验的破坏性,而且需要将试验对象的尺寸增大1000倍,这些都意味着在人类身上进行的试验将是一个更大的挑战。

  发表在《自然》杂志上的文章中,科学家们描绘了他们是如何首先扫描大脑然后将大脑切成细小的碎片,最后他们测定了每一碎片中人类基因组中20000个基因的活动水平。

  这一图集将基因结果绘制成大脑的3D图像,可以供研究者们在网上使用。

  格兰特称未来的研究的重心将是把人脑基因图和其他的基因研究和不正常或患病的大脑的脑部扫描结合起来。那时可能会发现基因在大脑中的功能并且为研究抑制或促进基因活动的药物治疗指明方向。

  荷兰的马普心理语言学研究所的克莱德·弗兰克斯已经开始使用艾伦脑科研究所的基因数据来检查导致1300荷兰学生大脑不对称的基因。(

(责编:方徽雯 )

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相关问答
Q:癫痫病人脑电图有哪些异常

您好!根据您的问题叙述情况,癫痫是由大脑神经元异常放电导致大脑功能缺血引起的,癫痫患者的脑电图会出现棘波,需长期服用药物控制,平时注意不要吃辛辣刺激性食物,避免情绪激动,精神紧张

Q:癫痫病人为什么要做脑电图?

  脑电图来自于电子信号技术,通过电信号感应装置采集人脑电活动的信号,将信号放大并记录在纸上就形成脑电图描记图。脑电图能分析的人脑的电活动,而癫痫是人脑电活动的异常,是以脑电图是检查和鉴别癫痫的重要检查,也是区分癫痫类型重要手段。   脑电图还可以判定癫痫病源部位,如颞叶病源异常放电引起的癫痫病发作,就能在颞叶区记录到异常的放电儿童良性癫痫病人能在中央区记录到异常放电信号。脑电图结果还可以晓得癫痫病人用药及评价药物疗效、评估预后,外科手术前进行脑电图检查能帮助医师确定手术部位。   脑电图关于怀疑癫痫的癫痫病病人有重要的检查意义,但不能单凭脑电图异常来检查癫痫,由于有许多大脑顽疾都或者伴有脑电图异常。同样,也不能由于脑电图正常而除外癫痫,由于大部分癫痫病人在癫痫发病间期脑电图都是正常的。   病患在进行脑电图检查时,只须要带个特制的帽子,将电极分散贴在大脑皮肤上记录电信号,整个检查过程无创伤,无痛苦。在检查过程中,大夫会做许多诱发试验,如会让癫痫病病人听尖锐的声音,闪光刺激等,通过这些诱发试验能诱发癫痫病人大脑神经细胞异常放电,有助于提高检查的效率。

Q:请问控制精神的中枢主要是在大脑左半球吗?

你好,人脑的结构和机能至今仍旧是人类了解甚少的领域。精神病学的研究需要以脑科学为理论基础,脑科学研究的突破能促进精神病学的发展。目前,精神病学的研究还仅限于遗传因素、心理社会因素及大样本流行病学调查中,多种假说相继提出,而病因学、治疗学方面的研究仍迟迟未获突破性进展。与此同时,先进的研究技术如:脑影像学技术[计算机x射线层析成象ct、核磁共振mri、正电子扫描pet 、 单光子计算机扫描spect]、脑电磁图[脑电图、脑磁图、脑电地形图、 脑涨落图]等,在研究脑结构与精神病相关性方面积累了较多资料,为深入探讨脑科学与精神病学相关理论提供了重要依据。脑科学研究已明确了大脑结构的高度关联性、层次性与脑区域功能分化性。精神病是以精神活动紊乱为主要症状的疾病,与脑的生理机能与组织结构异常有很大的关系。

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