从挂牵储存、视觉解析到感情调换……脑所推论的一切功能,齐依赖于执续而精密的能量供应。提供这些能量的,恰是被称为“细胞发电站”的细胞器——线粒体。
令东谈主诧异的是,科学界对这些小型“能量工场”在脑中的分散方法、功能相反,以及它们如何影响脑健康,仍然了解甚少。举例:脑中到底有几许个线粒体?它们在不同脑区的分散是否均匀?脑中的所有线粒体是否功能齐一致?若脑中的线粒体发生变化,是否会影响咱们的感情与观念,甚而激励神经或精神疾病?
接着欧文说道:“只要打得努力,站对位置,保持沟通,你就能得到机会。所以我们没有放弃,给了自己机会。我只是很感激我们没有放弃,而是做出了很好的回应,让比赛保持了悬念。”
本赛季布里奇斯重新用回了大学时期的投篮动作!
为解答这些重要问题,哥伦比亚大学的究诘团队创建了环球首个东谈主脑的线粒体图谱——MitoBrainMap。新的究诘效用发表刚刚发表在《当然》杂志上。
从细胞到所有这个词脑
恒久以来,究诘者在交融脑的能量方面面对一个重要贫窭:对线粒体的究诘普通聚焦于单个细胞的微不雅层面,而神经影像期间提供的则是宏不雅结构的图像。两者之间存在难以聚会的“模范鸿沟”。
为弥合这一差距,究诘东谈主员取得了一块冷冻的东谈主脑组织(来自一位54岁、因腹黑病牺牲的捐赠者),并将其切割成703个3×3×3毫米³的立方体,每块约为一粒沙子的大小,这一分辨率与模范MRI图像中的“体素”大小特殊。

被切割成703个3x3x3毫米3的立方体的东谈主脑组织。(图/Martin Picard / Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons)
随后,究诘团队测量了每个立方体中的线粒体密度偏执能量转机才气。从这些数据中,究诘东谈主员绘图出了所有这个词脑切片的能量图谱。接着,他们欺诈运筹帷幄模子将这张图谱推演至所有这个词脑。
尽管这种活动属于期间上的折中,但它初度为咱们呈现出东谈主脑生物能量分散的全景图像。
脑能量的新发现
这项绘图职责揭示了多个令东谈主诧异的方法。它标明,线粒体在不同脑离别散显耀不同,迪士尼彩乐园官网2不仅在密度上相反显着,其能量转机效用也不尽推敲。举例,脑的灰质(主要由神经元胞体组成)比白质(主要由神经元轴突组成)的线粒体多50%以上,且灰质中的线粒体也比白质中的线粒体能更灵验地产生能量。
这强横常意旨的发现,因为所有线粒体齐源自卵母细胞中的吞并个“母体”,但在发育经由中,却会左证不同细胞的能量需求产生功能性专化。
此外,究诘还发现,那些在东谈主类中进化较晚、参与复杂的观念功能的脑区,不仅领有更密集的线粒体,况兼其线粒体的能量转机效用也更高。这些区域的能耗水平显耀高于进化上更原始的脑区。究诘团队指出,这种相反化的“能量遐想”,可能为评释某些神经精神疾病提供新痕迹——这些高耗能区域在疾病中常常最先受损,如、抑郁症或谨防力碎裂等。
下一步究诘场地
接下来,他们的究诘要点将围绕MitoBrainMap张开模子考据、膨胀样本和实质应用上。现时发布的MitoBrainMap依然初版。究诘团队正在进一步分析来自约500个脑、涵盖9个不同脑区的数据,以便更长远地交融线粒体分散与功能在个体之间的相反性,从而升迁图谱的预计精度。
要是得到进一步证明,那么该模子将有望伙同模范的MRI扫描,推算出活体东谈主脑中线粒体的功能特征——这将成为首个非侵入式评估东谈主脑线粒体生物能学的活动。这种活动将使究诘东谈主员八成探究线粒体功能与观念才气、脑发育、疾病状况乃忠诚理状况之间的揣度。
究诘东谈主员指出,能量是当代生物医学中连续被疏远的维度。若要将健康视为一种能量状况,很多问题将以全新的形貌被提议——比如,脑的自我栽植需要几许能量?饮食会如何影响线粒体?能量受限是否会过问平方脑功能,甚而加快阿尔茨海默病等疾病的发展?
MitoBrainMap v1.0 是迈向交融脑的能量机制偏执维持咱们所有体验的第一步。改日,咱们可能不仅要了解脑“怎样思”,还要交融它“如何供能”。
#参考开端:
https://www.cuimc.columbia.edu/news/atlas-brains-mitochondria-reveals-high-cognition-areas-supplied-more-energy
https://www.nature.com/articles/d41586-025-00848-z
https://www.nature.com/articles/s41586-025-08740-6
#图片开端:
封面图&首图:columiba.edu
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