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      腦五彩紙屑為什么我們的嗅覺在老年時會下降
      
			
      
				2019-01-06 15:34:05
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      在哺乳動物中，新神經(jīng)元(神經(jīng)發(fā)生)的產(chǎn)生主要限于兒童早期，并且僅在前腦的少數(shù)區(qū)域中發(fā)生在成年期。其中一個例外是嗅覺神經(jīng)元，它通過幾個中間階段從干細(xì)胞發(fā)育而來。“這些神經(jīng)元的產(chǎn)生隨著年齡的增長而減少。在我們最近的研究中，我們想要找出細(xì)胞基礎(chǔ)以及干細(xì)胞在這個過程中起什么作用，”Carsten Marr博士解釋說這種方法。他是HelmholtzZentrumMünchen計算生物學(xué)研究所(ICB)的研究組組長。
      

      腦五彩紙屑為什么我們的嗅覺在老年時會下降
      

      為了闡明這個問題，我們成立了一個來自亥姆霍茲中心慕尼黑的跨學(xué)科專家團隊，其中包括數(shù)學(xué)家Lisa Bast和Carsten Marr以及干細(xì)胞研究員Filippo Calzolari博士(現(xiàn)為美因茨大學(xué)生理化學(xué)研究所)和約維卡·寧科維奇教授。“我們的方法利用所謂的五彩紙屑記者進行譜系追蹤：在小鼠大腦中，我們誘導(dǎo)個體干細(xì)胞及其所有后代 - 稱為克隆 - 以特定顏色點亮，”Filippo Calzolari說。通過這種方式，科學(xué)家們可以通過不同的顏色來區(qū)分克隆，這些顏色使得該技術(shù)得名。“在下一步中，
      

      將點連接
      

      然而，對這些圖像的系統(tǒng)分析證明對人類來說幾乎是不可能的，因為現(xiàn)有的數(shù)據(jù)非常不同，使得年輕和年老的大腦難以進行比較。在這里，Carsten Marr及其團隊的專業(yè)知識開始發(fā)揮作用。他們是單細(xì)胞動力學(xué)量化的專家，即研究大群體中哪些細(xì)胞和多少細(xì)胞決定哪種細(xì)胞命運。為此，研究人員使用人工智能方法，開發(fā)數(shù)學(xué)模型并推導(dǎo)出算法來幫助分析圖像數(shù)據(jù)。
      

      “我們將五彩紙屑測量結(jié)果與幾種神經(jīng)發(fā)生的數(shù)學(xué)模型進行了比較，”Lisa Bast解釋道。“我們發(fā)現(xiàn)自我更新的能力在老年時期下降，特別是在某些稱為轉(zhuǎn)運擴增祖細(xì)胞的中間階段。” 此外，分析表明老年小鼠干細(xì)胞的不對稱細(xì)胞分裂和靜止增加。“這意味著在老年時細(xì)胞分化成嗅細(xì)胞的數(shù)量減少，因為它們往往會留在干細(xì)胞庫中而變得不那么活躍。因此，生產(chǎn)就會停止，”Jovica Ninkovic說。這項工作是科學(xué)家首次使用數(shù)學(xué)模型定量描述神經(jīng)干細(xì)胞在活哺乳動物大腦中的行為。
      
			

			
        
      
			
      
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