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利用质谱和深度学习绘制大脑的分子肖像

2024-03-06 10:31:01 生活来源：

导读贝克曼高级科学技术研究所的化学教授 Jonathan Sweedler 和生物工程学教授 Fan Lam 概述了空间组学技术如何在不同尺度上揭示大脑的分...

贝克曼高级科学技术研究所的化学教授 Jonathan Sweedler 和生物工程学教授 Fan Lam 概述了空间组学技术如何在不同尺度上揭示大脑的分子复杂性。

他们的研究发表在《自然方法》上。

研究人员及其同事使用与深度学习相结合的生化成像框架来创建具有细胞特异性的 3D 分子图，以更好地了解大脑在健康和疾病中的功能。

林说：“如果你从化学角度观察大脑，它就像一碗含有多种成分的汤。”“了解大脑的生物化学、它如何在时空上组织以及这些化学反应如何支持计算对于更好地了解大脑在健康和疾病期间如何发挥作用至关重要。”

为了了解大脑的化学成分如何相互作用，研究人员使用了一种称为质谱成像的新成像技术来收集和分析大量高分辨率数据。他们还使用单细胞代谢组学和计算工具提取有关单个脑细胞中单个分子的数据，从而以前所未有的速度和规模获取数据。

“大多数人都认为抑郁症和阿尔茨海默氏症等脑部疾病是由神经化学物质失衡引起的，”斯威德勒说。“但这些不平衡确实很难研究，也很难理解化学物质在大脑出现问题时如何在不同尺度(例如，在组织水平和个体细胞水平)相互作用。”

Sweedler 表示，创建具有细胞类型特异性的化学分布 3D 地图使研究人员能够进一步了解大脑内复杂的生物化学，从长远来看，这将有助于解决当前棘手的神经系统疾病。

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