マウス脳における単一のニューロンのコネクトームの再構築,マルチスケールのマルチモダリティデータによるクロス検証

科学分野:

• 神経科学
• コンピュータ生物学
• システム神経科学

背景:

• 脳コネクトームは様々なスケールで研究されています.
• 単細胞技術では 個々のニューロンの接続をマッピングする必要があります
• 既存の方法は 脳全体の解像度と 単一のニューロンの解像度で 苦労しています

研究 の 目的:

• 単一のニューロンの接続性を全脳レベルでマッピングするためのスケーラブルな計算アプローチを開発する.
• ネズミの脳ネットワークの構造と組織を 前例のない解像度で分析する

主な方法:

• 20,247個のニューロンから, dendriticとaxonalのペアリングを推定する (arbor-net).
• 1,877個のニューロンから250万個の軸索のボートン (ボートンネット) に基づく完全な形態学的データセットの確率的ペアリング.
• 作成されたコネクトームのクロス検証とネットワーク分析

主要な成果:

• ニューロンの接続の一貫した空間的および解剖学的モジュール分布.
• シングルニューロンの接続は,メソスケールのコネクトームよりも遺伝子の共同発現との強い相関を示している.
• 非ランダムなサブネットワークのパターンと強力なモジュール多様性の特定.

結論:

• 開発された方法は,脳全体の単一のニューロン接続のスケーラブルなマッピングを可能にします.
• マウスの脳ネットワークは 豊富な粒度性と 重要なモジュール多様性を表しています
• シングルニューロンのコネクトミクスは 脳の組織と機能について より深い洞察を与えてくれます