Connectomics

Connectomics es la producción y estudio de connectomes:: completa todos los mapas de conexiones de dentro de un organismo's sistema nervioso, por lo general su cerebro o ojo. Porque estas estructuras son extremadamente complejas, métodos dentro de este campo de uso un alto rendimiento aplicación de imágenes neuronales y histológicas técnicas para aumentar la velocidad, la eficiencia y la resolución de los mapas de la multitud de conexiones neuronales en un sistema nervioso. Mientras que el foco principal de este proyecto es el cerebro, las conexiones neuronales podrían teóricamente ser asignadas por connectomics, incluyendo, por ejemplo, ensambladuras de neuromusculares.

Contenido

1 Herramientas
2 Modelo de los sistemas
3 Aplicaciones
4 Crítica
5 Comparación a genómica
6 Véase también
7 Referencias
8 Lectura adicional
9 Enlaces externos

Herramientas

Es una de las principales herramientas utilizadas para connectomics investigación a nivel de macroescala difusión MRI.^[1] La principal herramienta de investigación connectomics a nivel microescala es 3D microscopia electrónica.^[2] Para ver uno de los primeros micro-connectomes a resolución completa, visite la Abra el proyecto del conectoma, que está organizando varios conjuntos de datos conectoma, incluyendo el conjunto de datos de 12TB de Bock et al., (2011).

Modelo de los sistemas

Aparte de la cerebro humano, algunos de los sistemas modelo utilizados para la investigación connectomics son la ratón,^[3] el mosca de la fruta,^[4] el nematodo de la C. elegans,^[5]^[6] y de la Buho de granero.^[7]

Aplicaciones

Comparando conectoma enfermo y sanos connectomes, nosotros debemos ganar la penetración en determinadas psicopatologías, tales como dolor neuropáticoy terapias potenciales para ellos. Generalmente, el campo de la Neurociencia beneficiarían de estandarización y los datos primarios. Por ejemplo, mapas de conectoma pueden utilizarse para informar a modelos computacionales de dinámica de todo el cerebro.^[8] Actuales redes neuronales dependen en su mayoría representaciones probabilísticas de los patrones de conectividad.^[9] Connectograms (diagramas circulares de connectomics) se han utilizado en casos de lesiones cerebrales traumáticas para documentar la magnitud del daño a las redes neuronales.^[10]^[11]

Crítica

El uso de la palabra - ómicas para describir este sistema ha sido criticado.^[12]^[13] La invención de la palabra se ve en dos fuentes, en un artículo de Olaf Sporns^[14] y una tesis doctoral por Patric Hagmann.^[15]

Otros han criticado los intentos hacia un conectoma microescala, argumentando que no tenemos suficiente conocimiento sobre dónde buscar ideas, o que no puede ser completado dentro de un marco de tiempo realista.^[16]

Comparación a genómica

El proyecto genoma humano inicialmente muchas de las críticas anteriores, pero sin embargo se completó antes de lo previsto y ha conducido a muchos avances en la genética. Algunos han argumentado que se pueden hacer analogías entre genómica y connectomics, y por lo tanto debemos ser al menos ligeramente más optimistas sobre las perspectivas en connectomics.^[17]

Véase también

Conectoma
Proyecto del conectoma humano
Connectogram

Referencias

^ Wedeen, V.J.; Wang, R.P.; Schmahmann, J.D.; Benner, T.; Tseng, W.Y.I.; Dai, G.; Pandya, D.N.; Hagmann, P. et al (2008). "Difusión espectro la proyección de imagen de resonancia magnética (DSI) tractography de cruzar las fibras". Neuroimagen 41 (4): 1267 – 77. doi:10.1016/j.neuroimage.2008.03.036. PMID18495497.
^ Anderson, JR; Jones, PN; Watt, CB; Shaw, MV; Yang, JH; Demill, D; Lauritzen, JS; Lin, Y et al (2011). «Explorar la retina conectoma». Visión molecular 17:: 355 – 79. PMC3036568. PMID21311605.
^ Bock, Davi D.; Lee, Wei-Chung Allen; Kerlin, Aaron M.; Andermann, marca L.; Campana, Greg; Wetzel, Arthur W.; Yurgenson, Sergey; Soucy, Edward R. et al. (2011). "Anatomía y fisiología in vivo de neuronas corticales visuales de la red". Naturaleza 471 (7337): 177-82. doi:10.1038/nature09802. PMC3095821. PMID21390124.
^ Chklovskii, Dmitri B; Vitaladevuni, Shiv; Scheffer, Louis K (2010). "Reconstrucción semi automatizada de circuitos neuronales usando microscopia electrónica". Opinión actual en Neurobiología 20 (5): 667 – 75. doi:10.1016/j.conb.2010.08.002. PMID20833533.
^ Chen, B. L.; Hall, D. H.; Chklovskii, B. D. (2006). "Optimización de cableado puede relacionar función y la estructura neuronal". Actas de la Academia Nacional de Ciencias 103 (12): 4723-8. doi:10.1073/pnas.0506806103.
^ Perez-Escudero, A.; Alba Rivera, M.; De Polavieja, g. g. (2009). "Estructura de las desviaciones de optimalidad en sistemas biológicos". Actas de la Academia Nacional de Ciencias 106 (48): 20544 – 9. doi:10.1073/pnas.0905336106.
^ Pena, JL; Debello, WM (2010). "Procesamiento, plasticidad, auditivos y de aprendizaje en la lechuza". Diario ILAR 51 (4): 338 – 52. PMC3102523. PMID21131711.
^ https://www.Scholarpedia.org/article/Connectome^{[¿fuente médica fiable?]}^{[¿fuente publicado?]}
^ Nordlie, Jewel; Gewaltig, Marc-Oliver; Plesser, Hans Ekkehard (2009). Castellon, Karl J., ed. "Hacia descripciones reproducibles de los modelos de redes neuronales". PLoS Computational Biology 5 (8): e1000456. doi:10.1371/journal.pcbi.1000456. PMC2713426. PMID19662159.
^ Van Horn, John D.; Irimia, A.; TORGERSON, C.M.; Cámaras, M.C.; Kikinis, R.; Toga, A.W. (2012). "Mapeo de daños de la conectividad en el caso de Phineas Gage". PLoS uno 7 (5): e37454. doi:10.1371/journal.pone.0037454. PMC3353935. PMID22616011.
^ Irimia, Andrei; Cámaras, M.C., Torgerson, C.M., Filippou, M., Hovda, D.A., Alger, J.R., Gerig, G., Toga, A.W., Vespa, P.M., Kikinis, r., Van Horn, J.D. (06 de febrero de 2012). "Visualización connectomics a medida el paciente para la evaluación de la atrofia de sustancia blanca en lesión de cerebro traumática". Fronteras en Neurotrauma 3:: 10. doi:10.3389/fneur.2012.00010. PMC3275792. PMID22363313.
^ «Ómicas mala palabra del día: conectoma» Kaboodle.NESCent.org. 31 de enero de 2010^{[¿fuente publicado?]}
^ Charla: conectoma. Scholarpedia.org.^{[¿fuente médica fiable?]}^{[¿fuente publicado?]}
^ Sporns, Olaf; Tononi, Giulio; Kötter, Rolf (2005). "El conectoma humano: una descripción estructural del cerebro humano". PLoS Computational Biology 1 (4): e42. doi:10.1371/journal.pcbi.0010042. PMC1239902. PMID16201007.
^ Hagmann, Patric (21 de abril de 2005). "De la difusión MRI de cerebro Connectomics" (PDF). École Polytechnique Fédérale de Lausanne. Tesis de doctorado. págs. 1, 107.
^ Vance, Ashlee (27 de diciembre de 2010). "Buscando el conectoma, mapa Mental, rebanada por rebanada". El New York Times.
^ Lichtman, J; Sanes, J (2008). "Ome ome dulce: lo que el genoma nos puede decir sobre el conectoma?". Opinión actual en Neurobiología 18 (3): 346 – 53. doi:10.1016/j.conb.2008.08.010. PMC2735215. PMID18801435.

Lectura adicional

Hagmann, Patric; Cammoun, Leila; Gigandet, Xavier; Meuli, Reto; Miel, Christopher J.; Wedeen, J. Van; Sporns, Olaf (2008). Castellon, Karl J., ed. "Mapeo de la base estructural de la corteza Cerebral humana". Biología de PLoS 6 (7): e159. doi:10.1371/journal.pbio.0060159. PMC2443193. PMID18597554. Resumen laico.

Enlaces externos

Abra el proyecto del conectoma
El proyecto conectoma en Harvard
Conectoma investigación por EPFL/CHUV, Lausanne, Suiza
El plan de los NIH para la investigación de la neurociencia
TED hablar por Sebastian Seung: "Yo soy mi conectoma".

Otras Páginas

[pmid18495497-1] Wedeen, V.J.; Wang, R.P.; Schmahmann, J.D.; Benner, T.; Tseng, W.Y.I.; Dai, G.; Pandya, D.N.; Hagmann, P. et al (2008). "Difusión espectro la proyección de imagen de resonancia magnética (DSI) tractography de cruzar las fibras". Neuroimagen 41 (4): 1267 – 77. doi:10.1016/j.neuroimage.2008.03.036. PMID18495497.

[pmid21311605-2] Anderson, JR; Jones, PN; Watt, CB; Shaw, MV; Yang, JH; Demill, D; Lauritzen, JS; Lin, Y et al (2011). «Explorar la retina conectoma». Visión molecular 17:: 355 – 79. PMC3036568. PMID21311605.

[pmid21390124-3] Bock, Davi D.; Lee, Wei-Chung Allen; Kerlin, Aaron M.; Andermann, marca L.; Campana, Greg; Wetzel, Arthur W.; Yurgenson, Sergey; Soucy, Edward R. et al. (2011). "Anatomía y fisiología in vivo de neuronas corticales visuales de la red". Naturaleza 471 (7337): 177-82. doi:10.1038/nature09802. PMC3095821. PMID21390124.

[pmid20833533-4] Chklovskii, Dmitri B; Vitaladevuni, Shiv; Scheffer, Louis K (2010). "Reconstrucción semi automatizada de circuitos neuronales usando microscopia electrónica". Opinión actual en Neurobiología 20 (5): 667 – 75. doi:10.1016/j.conb.2010.08.002. PMID20833533.

[pmid16537428-5] Chen, B. L.; Hall, D. H.; Chklovskii, B. D. (2006). "Optimización de cableado puede relacionar función y la estructura neuronal". Actas de la Academia Nacional de Ciencias 103 (12): 4723-8. doi:10.1073/pnas.0506806103.

[pmid19918070-6] Perez-Escudero, A.; Alba Rivera, M.; De Polavieja, g. g. (2009). "Estructura de las desviaciones de optimalidad en sistemas biológicos". Actas de la Academia Nacional de Ciencias 106 (48): 20544 – 9. doi:10.1073/pnas.0905336106.

[pmid21131711-7] Pena, JL; Debello, WM (2010). "Procesamiento, plasticidad, auditivos y de aprendizaje en la lechuza". Diario ILAR 51 (4): 338 – 52. PMC3102523. PMID21131711.

[sporns-8] ttps://www.Scholarpedia.org/article/Connectome^{[¿fuente médica fiable?]}^{[¿fuente publicado?]}

[pmid19662159-9] Nordlie, Jewel; Gewaltig, Marc-Oliver; Plesser, Hans Ekkehard (2009). Castellon, Karl J., ed. "Hacia descripciones reproducibles de los modelos de redes neuronales". PLoS Computational Biology 5 (8): e1000456. doi:10.1371/journal.pcbi.1000456. PMC2713426. PMID19662159.

[Van_Horn-10] Van Horn, John D.; Irimia, A.; TORGERSON, C.M.; Cámaras, M.C.; Kikinis, R.; Toga, A.W. (2012). "Mapeo de daños de la conectividad en el caso de Phineas Gage". PLoS uno 7 (5): e37454. doi:10.1371/journal.pone.0037454. PMC3353935. PMID22616011.

[Irimia-11] Irimia, Andrei; Cámaras, M.C., Torgerson, C.M., Filippou, M., Hovda, D.A., Alger, J.R., Gerig, G., Toga, A.W., Vespa, P.M., Kikinis, r., Van Horn, J.D. (06 de febrero de 2012). "Visualización connectomics a medida el paciente para la evaluación de la atrofia de sustancia blanca en lesión de cerebro traumática". Fronteras en Neurotrauma 3:: 10. doi:10.3389/fneur.2012.00010. PMC3275792. PMID22363313.

[Kaboodle-12] «Ómicas mala palabra del día: conectoma» Kaboodle.NESCent.org. 31 de enero de 2010^{[¿fuente publicado?]}

[ScholarpediaB-13] Charla: conectoma. Scholarpedia.org.^{[¿fuente médica fiable?]}^{[¿fuente publicado?]}

[pmid16201007-14] Sporns, Olaf; Tononi, Giulio; Kötter, Rolf (2005). "El conectoma humano: una descripción estructural del cerebro humano". PLoS Computational Biology 1 (4): e42. doi:10.1371/journal.pcbi.0010042. PMC1239902. PMID16201007.

[vpaa.epfl.ch-15] Hagmann, Patric (21 de abril de 2005). "De la difusión MRI de cerebro Connectomics" (PDF). École Polytechnique Fédérale de Lausanne. Tesis de doctorado. págs. 1, 107.

[Seeking_the_Connectome.2C_a_Mental_Map.2C_Slice_by_Slice-16] Vance, Ashlee (27 de diciembre de 2010). "Buscando el conectoma, mapa Mental, rebanada por rebanada". El New York Times.

[pmid18801435-17] Lichtman, J; Sanes, J (2008). "Ome ome dulce: lo que el genoma nos puede decir sobre el conectoma?". Opinión actual en Neurobiología 18 (3): 346 – 53. doi:10.1016/j.conb.2008.08.010. PMC2735215. PMID18801435.

﻿Connectomics

﻿Contenido

﻿Herramientas

﻿Modelo de los sistemas

﻿Aplicaciones

﻿Crítica

﻿Comparación a genómica

﻿Véase también

﻿Referencias

﻿Lectura adicional

﻿Enlaces externos