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신경 해부학 소개

Overview

신경 해부학은 신경계 구조와 기능과 어떻게 관련이 있는지에 대한 연구입니다. 신경 해부학자의 한 초점은 뇌 의 표면에 피질 주름과 같은 중앙 및 말초 신경계 내의 거시적 구조입니다. 그러나, 이 필드에 있는 과학자는 또한 신경 세포의 2개의 중요한 세포 모형 - 신경세포 사이 현미경 관계에 흥미있습니다.

이 비디오는 철학자들이 처음 영혼이 심장이 아닌 뇌에 상주한다고 제안했을 때 기원전 4세기로 거슬러 올라가는 신경 해부학 연구의 역사에 대한 간략한 개요를 제공합니다. 신경 해부학자가 묻는 주요 질문은 또한 검토됩니다, 역할 사이토 아키텍처 와 같은 주제를 포함, 또는 뉴런과 glia의 배열, 뇌 기능에서 재생; 그리고 경험이나 질병의 결과로 신경 해부학이 어떻게 변하는지. 다음으로, 이러한 질문에 대답할 수 있는 도구 중 일부는, 예컨대 장술 및 자기 공명 화상 진찰과 같은, 기술됩니다. 마지막으로, 비디오는 신경 해부학 연구의 여러 응용 프로그램을 제공합니다, 필드가 오늘날의 신경 과학 실험실에서 어떻게 살아 있는지 보여주는.

Procedure

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신경 해부학의 연구를 통해, 과학자들은 우리의 행동을 제어하는 복잡한 시스템을 탐색하기 위해지도를 그리려고합니다. 현미경 수준에서, 신경 해부학자는 신경 세포로 알려진 신호 세포 사이 관계를 조사합니다; 유지 보수 세포, glia로 알려진; 그리고 그들을 지원하는 세포 외 매트릭스 구조. 더 넓은 관점에서, 기관 수준에서, 신경 해부학은 두뇌 구조 및 신경 통로를 검사합니다.

이 비디오는 분야의 역사, 신경 해부학자가 묻는 주요 질문 및 신경 해부학을 조사하는 몇 가지 특정 실험에 대한 검토 다음에 신경 해부학 연구의 개요를 제공합니다.

신경 과학의이 분야의 역사를 검토 하 여 시작 하자. 신경 해부학 연구의 뿌리는 4 세기 BC로 거슬러 올라갈 수 있습니다., 때 히포크라테스 정신 활동이 뇌에 거주 가설, 보다는 심장.

그러나 교황 Sixtus IV가 인간의 해부를 소화 할 때 15 세기 말까지, 신경 해부학의 연구는 활력을 되찾았다, 안드레아스 베살리우스의 출판에 의해 반영으로 1543 안드레아스 베살리우스의 "인체의 작업에," 뇌 해부학의 상세한 계정을 포함.

이 작품을 확장, 에서 1664, 토마스 윌리스는 출판 "뇌의 해부학", 그는 몇 가지 새로운 신경 구조를 소개하고 자신의 기능에 추측하는. 이 작품은 지금 현대 신경 해부학의 기초로 간주됩니다.

16 세기 말에, 현미경의 발명은 신경 해부학 연구에서 두 번째 혁명을 촉발. 이 기술적 돌파구에 이어, 1873년에 카밀로 골기는 현미경으로 단일 뉴런을 시각화하는 염색 기술을 발명했습니다.

이러한 혁신 덕분에, 1888 년, 산티아고 라몬 y Cajal 뉴런 교리를 공식화: 뇌의 해부학 및 기능 단위는 뉴런이라는 생각.

다시 거시적 수준에서, 1909 년, 코르비니안 브로드만은 뇌지도의 시리즈를 발표, 그는 뇌 피질을 분할 52 별개의 영역, 라는 "브로드만의 영역." 이 지도는 다양한 피질 영역이 다른 사이토 아키텍처를 가지고 있다는 그의 관찰에 기초했다.

나중에, 1957 년, 와일더 펜필드와 시어도어 라스무센은 피질 homunculus를 생성 : 특정 모터와 감각 기능을 제어하는 지역을 보여주는 선택 브로드만 지역의 자세한지도.

현미경 및 거시적 수준에서 신경계 구조의 이러한 인상적인 역사적 연구를 바탕으로 오늘날의 신경 해부학자들은 구조가 기능과 어떻게 관련이 있는지에 대해 질문합니다. 시작 하려면, 일부 연구원은 세포 에 특히 초점을 아키텍처, 또는 뉴런과 신경 교리아의 배열. 예를 들어, 특정 핵을 조사하기 위해, 또는 뇌의 뉴런 클러스터, 거기 발견 된 신경 아류형과 그 세포가 다른 뇌 영역과 맺는 연결을 특성화하는 것이 도움이됩니다.

세포구조가 역동적이라는 점을 감안할 때, 이 분야의 또 다른 주요 질문은 신경 해부학적 변화가 일어나는 방법과 이유에 초점을 맞추고 있습니다.

예를 들면, 학습과 기억은 신경 통로에 있는 "신경 가소성," 또는 신경 통로에 있는 변경과 연관됩니다, 뉴런 사이 구조 접촉 점에 있는 변경 같이. 수지상 척추라고 하는 작은 돌출은 활동 의존적인 방식으로 크기, 모양 및 숫자가 동적으로 변경될 수 있습니다.

신경계의 구조를 이해하는 것은 또한 그것의 역기능 설명에 중추적인 입니다.

예를 들어, 쇠약해지는 신경퇴행성 질환은 파킨슨 병에서 관찰되는 도파민성 뉴런의 퇴화와 같은 특징적인 신경 해부학적 변화와 관련이 있습니다.

신경 해부학자가 묻는 주요 질문에 대해 논의 한 데, 이 과학자들이 답을 찾기 위해 사용하는 도구를 검토 할 수 있습니다.

첫째, 조직학, 또는 스테인드 조직 조각의 분석은 세포 구조를 연구하기위한 필수적인 기술이다.

신경 해부학자는 신경계에 있는 특정 구조물을 구상하기 위하여 그들의 처분에 얼룩의 다수가 있습니다.

히스토케미칼은 화학 성분의 국소화 및 식별에 기초한 히스토로지의 한 지점입니다. 히스토케의 한 가지 특히 귀중한 응용 프로그램은 추적자의 검출입니다 : 신경계 내에서 자신의 연결을 시각화하기 위해 뉴런으로 도입 된 분자.

우리가 이전에 언급 했듯이, 현미경의 출현은 신경 해부학이 연구되는 방식에 혁명을 일으켰습니다. 빛 현미경은 조직학적으로 얼룩진 신경 조직을 원래 크기의 천 배까지 이미지화하여 세포 구조를 드러냅니다. 형광 현미경은 면역 표지단백질이 조직 섹션또는 배양에서 심영상될 수 있게 하고, 두 단백질이 단일 뉴런 내에서 근접하고 있는지 여부를 결정하는 공동지역화 연구를 허용합니다.

공초점 화상 진찰은 신경 조직의 광학 단면을 허용하고 그러므로 그들의 형태, 또는 모양이 공부될 수 있도록 뉴런의 3D 재건을 생성하는 데 사용될 수 있는 형광 현미경 검사의 향상한 방법입니다.

2-광자 화상 진찰은 조직에 깊이 침투할 수 있고 수시로 행동하는 동물에 있는 두뇌의 살아있는 화상 진찰을 위해 이용되는 형광 화상 진찰의 또 다른 모형입니다.

그러나, 어떤 광자 전자 처럼 침투수 없습니다., 그래서 전자 현미경 검사법은 신경 구조의 subnanometer 해상도 제공 에 대 한 귀중 한 되었습니다. 특히, 시냅스는 전송 전자 현미경을 사용하여 절묘한 디테일로 시각화되었습니다. 더욱이, 전자 현미경으로 시각화된 직렬 섹션에서 얻은 영상을 컴파일함으로써, 신경 "볼륨"의 3D 재구성은 단층 촬영으로 알려진 과정을 통해 생성될 수 있다.

시간이 지남에 따라 신경 해부학 구조의 변화를 모니터링하기 위해 신경 이미징은 매우 유용한 도구입니다. 자기 공명 화상 진찰, 또는 MRI는, 인간에 있는 두뇌를 조사하기 위하여 광범위하게 이용됩니다. 이 기술은 1mm 해상도까지 뇌 전체의 그림을 제공합니다. MRI는 기관도법을 통해 백색 물질을 조사하는 데 사용할 수 있습니다. 이 기술로 신경 해부학자는 축축물의 번들을 시각화하여 뇌 영역 과 내부의 연결을 드러냅니다.

신경 해부학과 질병 상태 사이의 상관 관계를 평가하기 위해 과학자들은 동물 모델에 적용되는 수술 기술을 자주 사용합니다. 입체 수술은 연구원이 고립 된 해부학 적 영역을 물리적으로 조작 할 수 있도록 3 차원 좌표 시스템과 상세한 해부학 아틀라스를 사용합니다. 스테레오전술 장치와 적절한 해부학 적 정보를 통해 전기 자극을 전달하거나 약물 이나 기타 물질을 도입하거나 뇌의 표적 영역에서 병변을 만들 수 있습니다.

다음으로 이러한 메서드의 일부 응용 프로그램을 살펴보겠습니다. 뇌 구조에 대한 자세한 정보는 섹션으로 얇게 슬라이스 되는 보존 된 뇌의 분석을 통해 얻을 수 있습니다. 뚜렷한 구조적 특징을 강조하기 위해 영장류 뇌의 이러한 섹션은 뇌 전체에 걸쳐 세 가지 단백질의 발현을 보여주기 위해 염색되었습니다. 염색된 단면도는 또한 연구원이 세포 수준에서 구조물을 구상하는 것을 허용하는 높은 배율에서 공부될 수 있습니다.

경험은 세포 수준에서 신경 구조를 수정할 수 있습니다. 이 실험에서, 젊은 쥐는 개발 을 통해 촉각 자극에 노출. 성인기에 도달하면 뇌 샘플을 수집하고 염색하여 세포 형태를 시각화합니다. 결과 이미지는 모양과 모더라이트의 수의 변화를 드러내며, 변경된 뉴런 연결을 암시합니다.

신경 해부학은 신경 및 정신 질환의 진단 및 치료에 기여하기 때문에 임상 환경에서 중추적 인 역할을합니다. 예를 들면, 사이토아키텍처의 변화는 특정 질병 국가에 단단히 연결됩니다. 구조적 신경 이미징 기술은 정상 및 질병 상태에서 특정 뇌 영역의 활동을 비교하기 위해 기능적 이미징과 자주 결합됩니다. 예를 들면, 뇌진탕 때문에 손해를 입는 환자는 상해에서 그들의 복구와 상관관계가 있는 신경 활동 패턴에 있는 변경을 전시합니다.

당신은 신경 해부학에 JoVE의 소개를 보았다. 이 비디오에서는 신경 해부학 연구의 역사를 되짚어 보았고 신경 해부학자가 묻는 주요 질문을 소개했습니다. 우리는 또한 현미경 및 거시적 수준에서 연구 전략을 탐구하고 그들의 응용 프로그램에 대해 논의했습니다.

시청해 주셔서 감사합니다!

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