Uma abordagem comparativa para estudos quantitativos de contagem celular em cérebros de mamíferos amplamente diferentes

Foi descoberto que a plasticidade estrutural cerebral pode ser marcadamente diferente entre mamíferos. Assim, é necessário revelar uma análise quantitativa sistemática. Nossa análise sistemática de cérebros amplamente diferentes pode fornecer resultados comparáveis para serem colocados em um contexto filogenético.

Para começar, pegue um prato de 12 poços da geladeira de 20 graus Celsius contendo as seções do cérebro flutuando livremente e retire algumas fatias em uma placa de Petri cheia com solução PBS. Selecione as seções e coloque-as em um slide. Após a coloração histológica das seções, identifique os níveis cerebrais com base em características neuroanatômicas específicas.

Defina-o em níveis 1 a 4, usando o mesmo número de seções seriadas de 40 micrômetros de espessura, e escolha três seções coronais igualmente espaçadas de cada nível cerebral e realize coloração imunohistoquímica. Abra o software Neurolucida na estação de trabalho e coloque a lâmina sob o microscópio usando o objetivo selecionado para contagem celular. Em baixa ampliação, delinee a camada cortical 2 usando a ferramenta de contorno livre no menu Traçar do software.

Trace o perímetro para obter o comprimento da camada cortical 2, incluindo paleocórtex e neocórtex. Selecione os símbolos preferidos para contagem de células na barra de ferramentas Marcadores. Conte células Tipo 1 identificadas por um soma pequeno com formato bipolar e diâmetro soma variando de 3 a 9 micrômetros em cada região de interesse.

Conte células do Tipo 2 identificadas por um soma maior com arborização dendrítica complexa e diâmetro soma variando de 9 a 18 micrômetros. Agora, colete os dados para a análise filogenética do paleocórtex, neocórtex e córtex cerebral obtidos combinando dados do paleocórtex e do neocórtex. Colete o perímetro da camada cortical 2, medido em milímetros e visível na barra de ferramentas de medições de contorno em um arquivo de planilha.

Na mesma planilha, colete o número de células Tipo 1 e Tipo 2 visíveis na barra de ferramentas de marcadores. Calcule e registre o número total de células adicionando células Tipo 1 e Tipo 2 para cada cérebro, região e nível cerebral usando três seções por nível, totalizando 12 seções por amostra. Use os valores coletados para calcular a densidade linear de células para cada seção em cada região, dividindo o número de células pelo perímetro em milímetros.

Calcule a porcentagem de células Tipo 1 e Tipo 2 dividindo o número de células Tipo 1 ou Tipo 2 pelo número total de células e multiplicando por 100. Em seguida, calcule a porcentagem de células Tipo 1 e Tipo 2 em cada amostra usando a fórmula. Obtenha o valor médio desses percentuais entre os quatro espécimes considerados por espécie usando a função média na planilha.

Use a densidade celular linear para realizar análises filogenéticas e utilize o total de células contadas em cada seção coronal para estimar o número total de neurônios imaturos por hemisfério. Calcule o valor mediano de densidade das 12 seções consideradas por amostra usando a função mediana na planilha. Use a mediana como medida central porque a amostra por grupo é relativamente pequena e alguns grupos apresentam distribuições assimétricas.

Use a ferramenta de contorno livre no software Neurolucida para traçar uma linha sobre o diâmetro do soma perpendicular ao eixo principal. Meça pelo menos 100 células DCX positivas selecionadas aleatoriamente de ambos os tipos em cada espécie, usando 25 células por amostra em cada região cerebral para obter a faixa de diâmetro do soma para células Tipo 1 e Tipo 2. Agora, crie uma lista das espécies analisadas no bloco de notas usando seus nomes científicos.

Envie a lista para o timetree do site. org e exportar como um arquivo NWK. No Mesquite Project Software, faça upload do arquivo NWK, integre os dados e salve o arquivo resultante como PDF.

Por fim, na ficha técnica criada anteriormente, adicione uma coluna contendo o tamanho do cérebro para cada espécie. Calcule o logaritmo natural das densidades celulares positivas do DCX e o logaritmo natural do tamanho do cérebro. Realize uma análise estatística no software estatístico escolhido e baixe os arquivos obtidos.

Insira os resíduos em uma nova coluna na folha de dados para que um gráfico residual possa ser feito. Células DCX positivas no córtex cerebral de todas as espécies estudadas mostraram consistentemente uma disposição topográfica formando uma monocamada ao longo da camada cortical 2, incluindo predominantemente células pequenas, unipolares ou bipolares, e uma fração menor de células complexas grandes. As células coexpressaram PSAN-NCAM e DCX sem expressão de Ki67.

E continha uma subpopulação de células complexas que expressavam NeuN. A densidade linear dos neurônios corticais imaturos variava muito entre as espécies. Análises comparativas filogenéticas mostraram que o grupo Laurasiatheria tinha uma densidade maior de neurônios corticais imaturos do que os Euarchontoglires.

Foi observada uma forte covariância entre a densidade imatura dos neurônios corticais e o volume cerebral. E entre a densidade imatura dos neurônios corticais e o perímetro da camada neocortical 2. Nossas descobertas podem revelar trade-offs evolutivos entre diferentes tipos de plasticidade e também entre diferentes regiões cerebrais.