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连接组学

二月 03, 2023

连接组学（Connectomics）绘制与研究神经连接组（connectome）：这是一种刻画有机体神经系统（尤其是脑和眼）的连接方式的完整线路图。由于这些结构极其复杂，高效筛选的神经成像和组织学方法被用于提高绘制神经连接线路图的速度、效率和精度。尽管连接组学的主要研究对象是大脑，但其他任何神经连接也可由连接组学的方法测绘，例如神经肌肉接点（neuromuscular junctions）。

磁共振成像下人类大脑白质的神经纤维束。

工具

在宏观层面上用于连通组学研究的主要工具之一是扩散MRI[1]。 微观级别的连通组学研究的主要工具是化学脑保存，然后是3D电子显微镜[2]，用于神经回路重建。 将荧光与3D电子显微镜相结合的相关显微镜可以产生更多可解释的数据，因为它能够自动检测特定的神经元类型，并可以使用荧光标记对它们进行整体追踪[3]。

要查看全分辨率的第一个微连接组之一，请访问"开放连接组项目（Open Connectome Project）"，该项目托管多个连接组数据集，包括Bock等人的12TB数据集（2011年）。

模式系统

除了人脑，用于连通组学研究的一些模式系统是小鼠[4]，果蝇(Drosophila)[5][6]，秀麗隱桿線蟲[7][8]，和仓鸮[9]。

应用

通过比较患病的连接组和健康的连接组，我们应该深入了解某些精神病理学，例如神經性疼痛，以及它们的潜在疗法。 通常，神经科学领域将受益于标准化和原始数据。 例如，连接组图可用于通知全脑动力学的计算模型。[10] 当前的神经网络主要依赖于连通模式的概率表示[11]。 连接图（连通组学的圆形图）已用于外伤性脑损伤（英语：Traumatic brain injury）病例，以记录神经网络损伤的程度。

与基因组学比较

人类基因组计划最初面临许多上述批评，但仍然提前完成，并在遗传学方面取得了许多进展。 有人认为可以在基因组学和连通组学之间进行类比，因此我们至少应该对连通组学的前景稍微乐观一些[12]。 其他人批评了一个微型的连接组的尝试，认为我们没有足够的知识去寻找洞察力，或者说它不能在现实的时间框架内完成[13]。

参见

参考子料

  1. ^ Wedeen, V.J.; Wang, R.P.; Schmahmann, J.D.; Benner, T.; Tseng, W.Y.I.; Dai, G.; Pandya, D.N.; Hagmann, P.; et al. Diffusion spectrum magnetic resonance imaging (DSI) tractography of crossing fibers. NeuroImage. 2008, 41 (4): 1267–77. PMID 18495497. doi:10.1016/j.neuroimage.2008.03.036. 
  2. ^ Anderson, JR; Jones, BW; Watt, CB; Shaw, MV; Yang, JH; Demill, D; Lauritzen, JS; Lin, Y; et al. Exploring the retinal connectome. Molecular Vision. 2011, 17: 355–79. PMC 3036568  . PMID 21311605. 
  3. ^ BV, DELMIC. Neuroscience: Synaptic connectivity in the songbird brain - Application Note | DELMIC. request.delmic.com. [2017-02-16]. （原始内容于2017-02-16） （英语）. 
  4. ^ Bock, Davi D.; Lee, Wei-Chung Allen; Kerlin, Aaron M.; Andermann, Mark L.; Hood, Greg; Wetzel, Arthur W.; Yurgenson, Sergey; Soucy, Edward R.; et al. Network anatomy and in vivo physiology of visual cortical neurons. Nature. 2011, 471 (7337): 177–82. Bibcode:2011Natur.471..177B. PMC 3095821  . PMID 21390124. doi:10.1038/nature09802. 
  5. ^ Chklovskii, Dmitri B; Vitaladevuni, Shiv; Scheffer, Louis K. Semi-automated reconstruction of neural circuits using electron microscopy. Current Opinion in Neurobiology. 2010, 20 (5): 667–75. PMID 20833533. doi:10.1016/j.conb.2010.08.002. 
  6. ^ Zheng, Z. A Complete Electron Microscopy Volume of the Brain of Adult Drosophila melanogaster.. Cell. 2018, 174 (3): 730–743 [6 August 2018]. PMC 6063995  . PMID 30033368. doi:10.1016/j.cell.2018.06.019. （原始内容于2021-05-04）. 
  7. ^ Chen, B. L.; Hall, D. H.; Chklovskii, D. B. Wiring optimization can relate neuronal structure and function. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2006, 103 (12): 4723–8. Bibcode:2006PNAS..103.4723C. PMC 1550972  . PMID 16537428. doi:10.1073/pnas.0506806103. 
  8. ^ Perez-Escudero, A.; Rivera-Alba, M.; De Polavieja, G. G. Structure of deviations from optimality in biological systems. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2009, 106 (48): 20544–9. Bibcode:2009PNAS..10620544P. PMC 2777958  . PMID 19918070. doi:10.1073/pnas.0905336106. 
  9. ^ Pena, JL; Debello, WM. Auditory processing, plasticity, and learning in the barn owl. ILAR Journal. 2010, 51 (4): 338–52. PMC 3102523  . PMID 21131711. doi:10.1093/ilar.51.4.338. 
  10. ^ http://www.scholarpedia.org/article/Connectome[不可靠的醫學來源？] （页面存档备份，存于互联网档案馆）[自述来源]
  11. ^ Nordlie, Eilen; Gewaltig, Marc-Oliver; Plesser, Hans Ekkehard. Friston, Karl J. , 编. Towards Reproducible Descriptions of Neuronal Network Models. PLoS Computational Biology. 2009, 5 (8): e1000456. Bibcode:2009PLSCB...5E0456N. PMC 2713426  . PMID 19662159. doi:10.1371/journal.pcbi.1000456. 
  12. ^ Lichtman, J; Sanes, J. Ome sweet ome: what can the genome tell us about the connectome?. Current Opinion in Neurobiology. 2008, 18 (3): 346–53. PMC 2735215  . PMID 18801435. doi:10.1016/j.conb.2008.08.010. 
  13. ^ Vance, Ashlee. Seeking the Connectome, a Mental Map, Slice by Slice. The New York Times. 27 December 2010 [2019-02-26]. （原始内容于2019-01-14）. 

外部链接

  • Open Connectome Project （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • The Connectome Project at Harvard （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • Connectome Research by EPFL/CHUV, Lausanne, Switzerland （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • The NIH Blueprint for Neuroscience Research （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • TED talk by Sebastian Seung: "I am my connectome" （页面存档备份，存于互联网档案馆）.

二月 03, 2023
连接组学, connectomics, 绘制与研究神经连接组, connectome, 这是一种刻画有机体神经系统, 尤其是脑和眼, 的连接方式的完整线路图, 由于这些结构极其复杂, 高效筛选的神经成像和组织学方法被用于提高绘制神经连接线路图的速度, 效率和精度, 尽管的主要研究对象是大脑, 但其他任何神经连接也可由的方法测绘, 例如神经肌肉接点, neuromuscular, junctions, 磁共振成像下人类大脑白质的神经纤维束, 目录, 工具, 模式系统, 应用, 与基因组学比较, 参见, 参考子料, 外. 连接组学 Connectomics 绘制与研究神经连接组 connectome 这是一种刻画有机体神经系统 尤其是脑和眼 的连接方式的完整线路图 由于这些结构极其复杂 高效筛选的神经成像和组织学方法被用于提高绘制神经连接线路图的速度 效率和精度 尽管连接组学的主要研究对象是大脑 但其他任何神经连接也可由连接组学的方法测绘 例如神经肌肉接点 neuromuscular junctions 磁共振成像下人类大脑白质的神经纤维束 目录 1 工具 2 模式系统 3 应用 4 与基因组学比较 5 参见 6 参考子料 7 外部链接工具 编辑在宏观层面上用于连通组学研究的主要工具之一是扩散MRI 1 微观级别的连通组学研究的主要工具是化学脑保存 然后是3D电子显微镜 2 用于神经回路重建 将荧光与3D电子显微镜相结合的相关显微镜可以产生更多可解释的数据 因为它能够自动检测特定的神经元类型 并可以使用荧光标记对它们进行整体追踪 3 要查看全分辨率的第一个微连接组之一 请访问 开放连接组项目 Open Connectome Project 该项目托管多个连接组数据集 包括Bock等人的12TB数据集 2011年 模式系统 编辑除了人脑 用于连通组学研究的一些模式系统是小鼠 4 果蝇 Drosophila 5 6 秀麗隱桿線蟲 7 8 和仓鸮 9 应用 编辑通过比较患病的连接组和健康的连接组 我们应该深入了解某些精神病理学 例如神經性疼痛 以及它们的潜在疗法 通常 神经科学领域将受益于标准化和原始数据 例如 连接组图可用于通知全脑动力学的计算模型 10 当前的神经网络主要依赖于连通模式的概率表示 11 连接图 连通组学的圆形图 已用于外伤性脑损伤 英语 Traumatic brain injury 病例 以记录神经网络损伤的程度 与基因组学比较 编辑人类基因组计划最初面临许多上述批评 但仍然提前完成 并在遗传学方面取得了许多进展 有人认为可以在基因组学和连通组学之间进行类比 因此我们至少应该对连通组学的前景稍微乐观一些 12 其他人批评了一个微型的连接组的尝试 认为我们没有足够的知识去寻找洞察力 或者说它不能在现实的时间框架内完成 13 参见 编辑连接组 Connectome 人类连接组计划 Human Connectome Project 连接图 英语 Connectogram Connectogram 参考子料 编辑 Wedeen V J Wang R P Schmahmann J D Benner T Tseng W Y I Dai G Pandya D N Hagmann P et al Diffusion spectrum magnetic resonance imaging DSI tractography of crossing fibers NeuroImage 2008 41 4 1267 77 PMID 18495497 doi 10 1016 j neuroimage 2008 03 036 Anderson JR Jones BW Watt CB Shaw MV Yang JH Demill D Lauritzen JS Lin Y et al Exploring the retinal connectome Molecular Vision 2011 17 355 79 PMC 3036568 PMID 21311605 BV DELMIC Neuroscience Synaptic connectivity in the songbird brain Application Note DELMIC request delmic com 2017 02 16 原始内容存档于2017 02 16 英语 Bock Davi D Lee Wei Chung Allen Kerlin Aaron M Andermann Mark L Hood Greg Wetzel Arthur W Yurgenson Sergey Soucy Edward R et al Network anatomy and in vivo physiology of visual cortical neurons Nature 2011 471 7337 177 82 Bibcode 2011Natur 471 177B PMC 3095821 PMID 21390124 doi 10 1038 nature09802 Chklovskii Dmitri B Vitaladevuni Shiv Scheffer Louis K Semi automated reconstruction of neural circuits using electron microscopy Current Opinion in Neurobiology 2010 20 5 667 75 PMID 20833533 doi 10 1016 j conb 2010 08 002 Zheng Z A Complete Electron Microscopy Volume of the Brain of Adult Drosophila melanogaster Cell 2018 174 3 730 743 6 August 2018 PMC 6063995 PMID 30033368 doi 10 1016 j cell 2018 06 019 原始内容存档于2021 05 04 Chen B L Hall D H Chklovskii D B Wiring optimization can relate neuronal structure and function Proceedings of the National Academy of Sciences 2006 103 12 4723 8 Bibcode 2006PNAS 103 4723C PMC 1550972 PMID 16537428 doi 10 1073 pnas 0506806103 Perez Escudero A Rivera Alba M De Polavieja G G Structure of deviations from optimality in biological systems Proceedings of the National Academy of Sciences 2009 106 48 20544 9 Bibcode 2009PNAS 10620544P PMC 2777958 PMID 19918070 doi 10 1073 pnas 0905336106 Pena JL Debello WM Auditory processing plasticity and learning in the barn owl ILAR Journal 2010 51 4 338 52 PMC 3102523 PMID 21131711 doi 10 1093 ilar 51 4 338 http www scholarpedia org article Connectome 不可靠的醫學來源 页面存档备份 存于互联网档案馆 自述来源 Nordlie Eilen Gewaltig Marc Oliver Plesser Hans Ekkehard Friston Karl J 编 Towards Reproducible Descriptions of Neuronal Network Models PLoS Computational Biology 2009 5 8 e1000456 Bibcode 2009PLSCB 5E0456N PMC 2713426 PMID 19662159 doi 10 1371 journal pcbi 1000456 Lichtman J Sanes J Ome sweet ome what can the genome tell us about the connectome Current Opinion in Neurobiology 2008 18 3 346 53 PMC 2735215 PMID 18801435 doi 10 1016 j conb 2008 08 010 Vance Ashlee Seeking the Connectome a Mental Map Slice by Slice The New York Times 27 December 2010 2019 02 26 原始内容存档于2019 01 14 外部链接 编辑Open Connectome Project 页面存档备份 存于互联网档案馆 The Connectome Project at Harvard 页面存档备份 存于互联网档案馆 Connectome Research by EPFL CHUV Lausanne Switzerland 页面存档备份 存于互联网档案馆 The NIH Blueprint for Neuroscience Research 页面存档备份 存于互联网档案馆 TED talk by Sebastian Seung I am my connectome 页面存档备份 存于互联网档案馆 取自 https zh wikipedia org w index php title 连接组学 amp oldid 70870474, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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