阿肯色州农业实验站的家禽科学家正在解开鸟类大脑的复杂性,并寻找更便宜的方法。
科学家们利用眼睛和大脑四个区域之间连接的详细3D 模型绘制了控制鸡视力的复杂神经通路。这篇题为 “使用 3D 重建绘制鸟类视觉顶盖通路”的研究论文被《比较神经学杂志》 接受发表。另一篇关于丘脑通路的研究论文已发表。
该实验站家禽科学系生理学和神经内分泌学教授 Wayne Kuenzel 表示,该技术是创建类似于磁共振成像 (MRI) 技术的高质量 3D 图像的一种较便宜的方法。他还表示,该方法将有利于复杂解剖学的教学,并扩展动物科学研究人员的工具。该实验站是阿肯色大学农业系统部的研究机构。
“这项技术的重要之处在于它是一个简单的程序,而且并不昂贵,”库恩泽尔说。“我相信随着时间的推移,它会变得越来越重要,并吸引更多的观众。”
Parker Straight 是该研究出版物的主要作者,在农业部家禽科学卓越中心的 Kuenzel 指导下攻读了理学硕士学位。Straight 随后在 Kuenzel 担任临床研究员和鸟类神经解剖学研究顾问,更新了《鸡脑立体定位图谱》,该书详细介绍了鸡脑的解剖结构,该书由 Kuenzel 于 1988 年首次出版。
Paul Gignac 是亚利桑那大学图森医学院细胞和分子医学副教授,是 Parker 论文委员会的成员,也是 3D 成像研究的合著者。
“这不仅是一篇高质量的研究论文,而且对教学也很有帮助,”库恩泽尔谈到斯特雷特的工作时说道。“顶盖视觉通路在四个不同的大脑区域有四个关键的神经结构。以 3D 方式绘制它们使人们能够在一张图像中看到整个路径,因此应该能够更快、也许更持久地学习整个路径。”
Straight 表示,为了创建新的 3D 成像,他们将一种称为组织化学的传统成像方法与一种称为 diceCT 的新型成像方法相结合,diceCT 代表“基于扩散碘的对比增强计算机断层扫描”。
组织化学使用染料等化学试剂对组织进行染色并使其进行图像分析。Straight 解释说,DiceCT 类似于 MRI,但它不使用大磁铁和电波,而是使用碘对组织进行染色,以便观察者可以看到纤维束中的细胞群。DiceCT 使用 X 射线扫描对正在研究的生物对象进行“数字化”切片。
Straight、Gignac 和 Kuenzel 通过将这些技术与 Brainmaker、Avizo 和 Blender 等数据重建计算机程序相结合,对顶盖通路(鸡的主要视觉通路)进行了建模。Kuenzel 表示,Gignac 在开发和描述 diceCT 程序方面为许多科学家提供了帮助。
Straight 补充道,diceCT 中使用的碘不是永久性的,可以从样本组织中去除,而不会损坏或扭曲组织,这对于 3D 成像的完整性非常重要。
Straight 说:“由于这种方法更便宜,因此更多的研究人员可以使用它,而这些研究人员通常由于其成本或可用性而不会考虑使用 MRI。”
Kuenzel 指出,这篇研究论文还可以“扩大科学家的多样性,他们可能会将《比较神经学杂志》添加到他们的期刊列表中,以便更定期地进行审阅。”
Parker Straight 是这项研究的主要作者,该研究使用 3D 成像绘制了鸡的大脑图。