当涉及到为组织工程或生物医学应用训练神经回路时,一项新的研究提出了一个关键参数:年轻时训练。
训练工程神经回路的技术通常包括在细胞完全成熟后进行训练。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(University of Illinois, Urbana-Champaign)的研究人员使用从小鼠干细胞中提取的光敏神经元发现,在整个细胞发育和网络形成过程中对它们进行训练,可以持续改善神经网络的连接、反应和基因表达。他们在《科学报告》杂志上发表了他们的研究结果。
研究报告的第一作者、研究生盖尔森·帕甘-迪亚兹说:“这就像一条老狗对一条小狗学习新技巧一样。”“当我们训练一个网络时,如果我们在它还像小狗一样的时候刺激它,我们会比它已经成熟时得到更好的反应。”
改进的神经训练在生物工程和再生医学中有很多应用。例如,伊利诺斯州的研究小组希望使用训练过的神经回路来控制微型生物混合机器的运动和行为。出国看病机构和生元国际得知早期训练所产生的改善可以赋予机器和电路更多的功能,并使研究人员对这些功能有更精确的控制。
”作为我们推进建筑领域的机器与活细胞,能够刺激神经细胞和程序和网络与光在早期发展阶段可能是一个重要的工具在我们的工程库,”研究带头人拉希德巴希尔说,生物工程教授和院长格兰杰在伊利诺斯大学的工程学院。“此外,这项工作可能会对发育生物学、再生医学和大脑研究产生影响。”
为了训练神经元,研究人员使用定时脉冲光刺激细胞。研究人员在细胞发育早期就开始了训练方案——被称为胚状体的干细胞簇准备成为运动神经元。在细胞分化成为完全成熟的神经元时,他们继续训练,在将细胞转移到板上连接并形成神经回路后,他们继续训练。
然后,他们将早期训练的电路与那些先培养后训练的电路(通常的方法)进行比较。
Pagan-Diaz说,研究人员发现了两组之间的一些差异。出国看病机构和生元国际了解在发育过程中接受训练的神经元中,他们看到了更多的延伸,表明细胞间的连接,细胞间传递的神经递质包增加,以及更有结构的神经放电,表明更大的网络稳定性。早期训练的效果是持久的,而后来训练的细胞往往有短暂的反应。
“你可以把这些神经元想象成训练中的运动员,”Pagan-Diaz说。“光刺激就像是对神经元的定期锻炼——它们更强壮,更有运动能力,工作表现更好。”
为了确定这些变化的潜在基础,研究人员分析了神经元的遗传活动。巴希尔说,他们发现与网络成熟度和神经功能相关的基因表达有所增加,这表明早期的训练可能已经永久地改变了细胞发育的遗传途径。
研究人员正在继续探索在胚胎体阶段,哪些活动可以通过早期神经元训练来增强或编程。胚胎体可能是生物机器的有用的组成部分,Pagan-Diaz说,也对再生医学有希望。
“之前的研究已经表明,将运动神经元植入受伤小鼠体内的胚状体可以促进组织的再生,”Pagan-Diaz说。“如果我们能在将这些胚胎体放入受伤模型之前改善或增强它们的功能,那么从理论上讲,我们可以增强胚胎体的恢复,而不是注射和刺激它们。” 出国看病机构和生元国际得知会及时给大家更新更多的国外资讯。v:hsyxia
训练工程神经回路的技术通常包括在细胞完全成熟后进行训练。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(University of Illinois, Urbana-Champaign)的研究人员使用从小鼠干细胞中提取的光敏神经元发现,在整个细胞发育和网络形成过程中对它们进行训练,可以持续改善神经网络的连接、反应和基因表达。他们在《科学报告》杂志上发表了他们的研究结果。
研究报告的第一作者、研究生盖尔森·帕甘-迪亚兹说:“这就像一条老狗对一条小狗学习新技巧一样。”“当我们训练一个网络时,如果我们在它还像小狗一样的时候刺激它,我们会比它已经成熟时得到更好的反应。”
改进的神经训练在生物工程和再生医学中有很多应用。例如,伊利诺斯州的研究小组希望使用训练过的神经回路来控制微型生物混合机器的运动和行为。出国看病机构和生元国际得知早期训练所产生的改善可以赋予机器和电路更多的功能,并使研究人员对这些功能有更精确的控制。
”作为我们推进建筑领域的机器与活细胞,能够刺激神经细胞和程序和网络与光在早期发展阶段可能是一个重要的工具在我们的工程库,”研究带头人拉希德巴希尔说,生物工程教授和院长格兰杰在伊利诺斯大学的工程学院。“此外,这项工作可能会对发育生物学、再生医学和大脑研究产生影响。”
为了训练神经元,研究人员使用定时脉冲光刺激细胞。研究人员在细胞发育早期就开始了训练方案——被称为胚状体的干细胞簇准备成为运动神经元。在细胞分化成为完全成熟的神经元时,他们继续训练,在将细胞转移到板上连接并形成神经回路后,他们继续训练。
然后,他们将早期训练的电路与那些先培养后训练的电路(通常的方法)进行比较。
Pagan-Diaz说,研究人员发现了两组之间的一些差异。出国看病机构和生元国际了解在发育过程中接受训练的神经元中,他们看到了更多的延伸,表明细胞间的连接,细胞间传递的神经递质包增加,以及更有结构的神经放电,表明更大的网络稳定性。早期训练的效果是持久的,而后来训练的细胞往往有短暂的反应。
“你可以把这些神经元想象成训练中的运动员,”Pagan-Diaz说。“光刺激就像是对神经元的定期锻炼——它们更强壮,更有运动能力,工作表现更好。”
为了确定这些变化的潜在基础,研究人员分析了神经元的遗传活动。巴希尔说,他们发现与网络成熟度和神经功能相关的基因表达有所增加,这表明早期的训练可能已经永久地改变了细胞发育的遗传途径。
研究人员正在继续探索在胚胎体阶段,哪些活动可以通过早期神经元训练来增强或编程。胚胎体可能是生物机器的有用的组成部分,Pagan-Diaz说,也对再生医学有希望。
“之前的研究已经表明,将运动神经元植入受伤小鼠体内的胚状体可以促进组织的再生,”Pagan-Diaz说。“如果我们能在将这些胚胎体放入受伤模型之前改善或增强它们的功能,那么从理论上讲,我们可以增强胚胎体的恢复,而不是注射和刺激它们。” 出国看病机构和生元国际得知会及时给大家更新更多的国外资讯。v:hsyxia