Nature опублікував дослідження топографії нейронів норадреналіну

Журнал Nature опублікував дослідження топографічної будови та функції норадреналінових нейронів локус церулеус у мишей. Автори поєднали візуалізацію цілого мозку, реконструкції окремих нейронів, ретроградне трасування та аналіз проєкцій за допомогою штрихкодів.

Для визначення розташування клітин дослідники використали вісім мозків мишей із генетично позначеними норадреналіновими нейронами. Зображення отримували після очищення тканин, а координати клітин реєстрували у референтному атласі мозку миші Allen. Аналіз щільності клітин дав змогу сформувати тривимірні моделі основної частини локус церулеус і відокремити її від субкоерулеус.

Реконструкція нейронних проєкцій

Для реконструкції одиничних нейронів досліджували мозок чотирьох дорослих мишей — двох самців і двох самиць. Після вірусного маркування та підготовки тканин науковці відстежували аксони й дендрити від тіла нейрона, створюючи повні тривимірні реконструкції. Кількісні порівняння проводили з даними бази MouseLight.

На основі реконструкцій команда сформувала матрицю аксональних проєкцій до великих ділянок мозку, зокрема кори, гіпокампа, таламуса, гіпоталамуса, середнього мозку, мозочка, моста та довгастого мозку. Один із розрахункових підходів перевіряв припущення про випадковий розподіл проєкцій, інший моделював ріст аксонів як марковський процес із урахуванням переходів між ділянками мозку, розгалуження та завершення відростків.

Трасування зв'язків і баркодний аналіз

Для ретроградного трасування використали 35 мишей: 19 самиць і 16 самців. Клітини, позначені після введення вірусного вектора в цільові ділянки мозку або спинного мозку, ідентифікували за флуоресцентним сигналом та перевіряли вручну. Окремо в експериментах BARseq і MAPseq двом восьмитижневим самцям мишей ввели бібліотеку вірусних баркодів у локус церулеус обох півкуль, щоб аналізувати проєкції нейронів у різних ділянках нервової системи.