Blutgefäße innerhalb eines sensorischen Bereich des Säugetiergehirns Loop- Connect auf unerwartete Weise

Die Studie, die in der frühen Online-Ausgabe veröffentlicht Nature NeuroscienceBeschreibt Gefäßarchitekturin einem bekannten Bereich des zerebralen Cortex und untersucht, was die Struktur Mittel zum funktionellen Bildgebung des Gehirns und dem Einsetzen einer Art von Demenz .

David Kleinfeld, Professor für Physik und Neurobiologie an der Universität von Kalifornien, San Diego , und Kollegen abgebildet Blutgefäßen in einem Gebiet von der Maus Gehirn, Sinnessignale der Schnurrhaare erhält .

Die Organisation von Nervenzellen in dieser Gehirnregion ist gut verstanden , ebenso ein Muster von Blutgefäßen, die von der Oberfläche des Gehirns und der Rückkehr von der Tiefe eintauchen , aber das Netzwerk zwischen war unbekanntes . Doch diese kleinen Arteriolen und Venolen liefern Sauerstoff und Nährstoffen zu energiehungrigen Gehirnzellen und wegtragen Abfälle .

Das Team verfolgt diesen feinen Netzwerk , indem die Gefäße mit einem Fluoreszenz- Gel . Dann wurde unter Verwendung eines automatisierten Systems , durch Co -Autor Bert Tsai entwickelt, die entfernt dünnen Schichten von Gewebe mit einem Laser während der Aufnahme einer Serie von Bildern , um das dreidimensionale Netzwerk von kleinen Gefäßen rekonstruiert.

Das Projekt an einem Bereich der Großhirnrinde , in dem die Nervenzellen sind so bekannt, daß sie einzelnen Whisker zurückzuführen konzentriert. Diese Neuronen Cluster in " Barrel ", eine pro -Whisker, ein Muster der Organisation in anderen sensorischen Bereichen gesehen als gut.

Die Wissenschaftler erwarten, jedes Whisker Fass mit einem eigenen Blutversorgung übereinstimmen , aber das war nicht der Fall. Die Blutgefäße nicht Schlange stehen mit der funktionalen Struktur der Neuronen sie sich ernähren .

" Das war eine Überraschung , weil die Blutgefäße zu entwickeln zusammen mit Nervengewebe ", sagte Kleinfeld . Stattdessen Mikrogefäße unter der Oberfläche geschaltet und in Muster, die nicht offensichtlich auf die Fässer entsprechen .

Suche nach Mustern , wandten sie sich an einem Zweig der Mathematik genannt Graphentheorie , die Systeme miteinander verbunden Knoten beschreibt . Mit diesem Ansatz entstand keine versteckten Untereinheiten , die zeigen, dass das Netz der Tat bildet eine kontinuierliche Netzwerk sie das als " angiome . "

Die Gefäß Karten in dieser Studie zurückzuführen erheben eine Frage dessen, was wir tatsächlich sehen in einer weit verbreiteten Art der Bildgebung des Gehirns namens funktionelle MRI , Welche in einer Form misst Gehirnaktivität durch Aufzeichnen Veränderungen des Sauerstoffgehalts im Blut. Die Idee ist , dass die Tätigkeit wird vor Ort Sauerstoff verbrauchen . Und sie wackelte Schnurrhaare auf einzelnen Mäusen und festgestellt, dass optische Signale mit abgereichertem Sauerstoff auf die Fässer, in denen elektrische Aufnahmen bestätigt neuronale Aktivität zentriert verbunden. So Brain Mapping nicht auf einer modularen Anordnung der Blutgefäße ab.

Die Forscher gingen auch noch einen Schritt weiter , um Muster des Blutflusses auf der Basis der Durchmesser und Verbindungen der Schiffe berechnet und die Frage, wie sich dies ändern würde , wenn eine Zuführung Arteriole blockiert wurden . Diese Karte gestattet ihnen zu " Perfusion Domänen ", die die Volumina der Läsionen, die sich ergeben, wenn sich ein Gerinnsel verschließt ein Gefäß vorher identifizieren. Kritisch , sie waren in der Lage, ein physikalisches Modell , wie die Läsionen bilden aufzubauen , wie es im Fall von Menschen Demenz auftreten .