2026년 1월 16일
현대 신경과학은 실험실 설치류와 인간을 포함한 여러 종 간의 차이를 탐구해야 합니다. 하지만 큰 뇌를 가진 포유류가 관련될 때는 기술적 어려움이 발생합니다. 이 접근법은 매우 다양한 포유류 내 신경 집단의 종간 변이를 다루며, 진화적 패턴을 밝히기 위해 지도화할 수 있는 유사한 결과를 도출합니다.
뇌 구조 가소성이 포유류마다 현저히 다를 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 따라서 체계적인 정량적 분석이 필요하다. 매우 다양한 뇌에 대한 체계적인 분석을 통해 계통학적 맥락에서 비교할 수 있는 결과를 얻을 수 있습니다.
먼저, 20도 냉장고에서 자유 떠다니는 뇌 조각을 담은 12웰 플레이트를 꺼내 PBS 용액이 채워진 페트리 접시에 몇 조각을 제거하세요. 섹션을 선택해 슬라이드에 배치하세요. 조직학적으로 절편을 염색한 후, 특정 신경해부학적 특징을 바탕으로 뇌 수위를 확인한다.
1단계부터 4단계까지 정의하고, 40마이크로미터 두께의 직렬 절편 수와 같은 수의 뇌 층에서 균등한 간격의 관상 절편 3개를 골라 면역조직화학적 염색을 수행합니다. 워크스테이션에서 Neurolucida 소프트웨어를 열고 선택한 세포 계수용 대물렌즈를 사용해 슬라이드를 현미경 아래에 놓습니다. 저배율에서 소프트웨어의 Trace 메뉴에서 자유로운 윤곽선 도구를 사용해 피질 2층을 윤곽선으로 그려보세요.
주변 부분을 따라 피질층 2의 길이를 얻으면, 고피질과 신피질을 모두 포함합니다. 마커 툴바에서 셀 세기에 적합한 기호를 선택하세요. 카운트 1형 세포는 각 관심 영역에서 3에서 9마이크로미터 사이인 양극성 모양의 작은 소마로 식별됩니다.
복잡한 수지상 형성과 9에서 18마이크로미터 사이의 소마 직경을 가진 더 큰 소마로 식별되는 2형 세포. 이제 고피질, 신피질, 대뇌피질에서 얻은 계통 분석 데이터를 수집하세요. 밀리미터 단위로 측정된 피질층 2 둘레를 등고선 측정 툴바에 표시해 스프레드시트 파일로 수집하세요.
같은 스프레드시트에서 마커 툴바에 보이는 타입 1 셀과 타입 2 셀의 수를 수집하세요. 각 뇌, 영역, 뇌 레벨별로 1형과 2형 세포를 3개의 섹션으로 나누어 총 12개의 섹션을 사용해 총 세포 수를 계산하고 기록합니다. 수집된 값을 사용해 각 영역의 각 단면별 셀 밀도를 셀 수를 밀리미터 단위의 둘레로 나누어 계산합니다.
Type 1 또는 Type 2 셀 수를 총 셀 수로 나누고 100을 곱하여 Type 1과 Type 2 셀의 비율을 계산합니다. 다음으로, 각 표본에서 1형과 2형의 세포 비율을 공식으로 계산합니다. 스프레드시트의 평균 함수를 사용해 종별로 고려된 네 개의 표본들 사이에서 이 백분율의 평균값을 구합니다.
선형 세포 밀도를 이용해 계통 분석을 수행하고, 각 코로나 절면에서 집계된 총 세포를 이용해 반구당 미성숙 뉴런의 총 수를 추정합니다. 스프레드시트의 중앙값 함수를 사용하여 표본당 12개 절면의 밀도 중앙값을 계산합니다. 그룹당 표본이 상대적으로 작고 일부 그룹은 비대칭 분포를 보이기 때문에 중앙값을 중심 척도로 사용하세요.
Neurolucida 소프트웨어의 자유손 윤곽 도구를 사용해 주축에 수직인 소마 직경을 가로지르는 선을 그려보세요. 각 종에서 최소 100개의 무작위로 선정된 DCX 양성 세포를 각 뇌 영역에 있는 25개의 세포를 사용하여 1형과 2형 세포의 소마 직경 범위를 구합니다. 이제 노트패드에 학명을 사용해 분석한 종들의 목록을 작성하세요.
목록을 웹사이트 timetree에 업로드하세요. org를 작성하고 NWK 파일로 내보내기. Mesquite Project Software에서 NWK 파일을 업로드하고 데이터를 통합한 후 PDF 파일로 저장하세요.
마지막으로, 이전에 작성한 데이터시트에 각 종별 뇌 크기를 담은 열을 추가하세요. DCX 양성 세포 밀도의 자연로그와 뇌 크기의 자연로그를 계산합니다. 선택한 통계 소프트웨어에서 통계 분석을 수행하고 얻은 파일을 다운로드하세요.
잔차를 데이터시트의 새 열에 입력하여 잔차 그래프를 만들 수 있습니다. 연구된 모든 종의 대뇌 피질에서 DCX 양성 세포는 대뇌 피질층 2를 따라 단층을 형성하는 지형학적 배열을 일관되게 보였으며, 주로 작고 단극성 또는 양극성 세포가 포함되었고, 소수의 대형 복합 세포가 포함되어 있었습니다. 이 세포들은 Ki67 발현이 없는 상태에서 PSAN-NCAM과 DCX를 공동 발현했습니다.
그리고 NeuN을 발현하는 복합 세포 하위 집단을 포함하고 있었다. 피질 미성숙 뉴런의 선형 밀도는 종마다 크게 달랐다. 계통학적 비교 분석 결과, Laurasiatheria 그룹이 Euarchontoglires보다 피질 미성숙 뉴런의 밀도가 더 높다는 것이 밝혀졌다.
피질 미성숙 뉴런 밀도와 뇌 부피 사이에 강한 공분산이 관찰되었습니다. 그리고 피질 미성숙 뉴런 밀도와 신피질 2층 경계 사이에 있습니다. 우리의 발견은 서로 다른 유형의 가소성 및 뇌 영역 간의 진화적 상충관계를 드러낼 수 있습니다.
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이 연구는 실험실 설치류와 인간에 초점을 맞춰 다른 포유류 사이의 신경 세포 집단의 종간 변이를 탐구합니다. 대뇌를 가진 포유류를 연구하는 기술적 도전에 대처하고 진화 패턴을 보여주는 비교 가능한 결과를 얻는 것을 목표로 합니다.
Quantitative cell counting across diverse mammalian brains addresses a critical gap in translating neurobiological findings from rodent models to humans. Standardizing comparative neuroanatomical measurements enhances predictive confidence in target validation and de-risks early discovery decisions. This approach supports portfolio strategies by enabling more accurate cross-species extrapolation of neuroplasticity and developmental processes.
This comparative cell counting method integrates from early discovery through preclinical research, supporting both hypothesis testing and translational continuity.