معلومة

التعلم المكاني في الكائنات الحية الدقيقة

التعلم المكاني في الكائنات الحية الدقيقة



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هل سبق أن أجريت تجربة أظهرت شكلاً من أشكال "الذاكرة المكانية" في كائن وحيد الخلية؟ أتخيل شيئًا مشابهًا لتجارب "الجرذ في المتاهة" الكلاسيكية ، ولكن من الواضح على نطاق أصغر بكثير. ربما حتى شيء بسيط مثل اتباع تدرج التركيز ، ولكن اختيار الذهاب إما إلى المنبع أو المصب بناءً على نوع من المكافأة السابقة في ظروف مماثلة.


للبناء على إجابة busukxuan ، هناك الكثير من استجابات الكائن وحيدة الخلية التي تشبه الذاكرة:

يستخدم قالب الوحل `` ذاكرة '' مكانية خارجية للتنقل في بيئات معقدة - بشكل أساسي ، يترك قالب الوحل وراءه أثرًا ، والذي يتجنبه بعد ذلك ، مما يسمح له بتجنب المكان الذي سافر إليه في الماضي.

إذا قمت بتطبيق حافز دوري على Physarum ، فستتوقع الحافز التالي: مقال مجلة Paywalled الملخص المشهور والذي يمكن الوصول إليه بشكل مفتوح.

إذا لاحظت الأميبا Dictyostelium تدرجًا متزايدًا في cAMP ، فسوف يتبع ذلك التدرج - ومن ثم تكون أقل حساسية لانعكاس التدرج: الذاكرة الخلوية في الانجذاب الكيميائي حقيقيات النواة

في الواقع ، حتى البكتيريا لديها بعض الذاكرة - يمكنها معرفة ما إذا كانت تتجه نحو تدرج جاذب كيميائي أم لا من خلال إجراء مقارنة مع الإشارة التي لاحظتها قبل بضع ثوانٍ: المقارنات الزمنية في الانجذاب الكيميائي البكتيري


ستساعدنا أدوات الذكاء الاصطناعي في تحقيق أقصى استفادة من علم الأحياء المكاني

27 أبريل 2020 | لقد سمعنا مؤخرًا الكثير عن البيولوجيا المكانية الخلوية والأنسجة ولسبب وجيه. الأنسجة عبارة عن خليط غير متجانسة من الخلايا وهذا مهم بشكل خاص في المرض. الخلايا هي أيضًا الوحدة الأساسية للحياة ، وتتشكل من خلال تلك الخلايا القريبة منها. ليس من المستغرب أن يسعى مجال البحث إلى مسح عدم تجانس الخلايا والأنسجة. شهد العقد الماضي اعتمادًا هائلاً لتسلسل الحمض النووي الريبي أحادي الخلية. يتطلب هذا النهج أن نفصل الخلايا ، مما يؤدي إلى حساب وتوصيف مجموعات الخلايا ، ولكن في نفس الوقت نفقد سياقها المكاني مثل قربها من الخلايا الأخرى أو حيث تتلاءم مع الأساليب التقليدية مثل علم الأنسجة.

أدخل علم الجينوم المكاني

هذا هو السبب في أننا رحبنا بنسخ النصوص المكانية والتركيز على تعيين نسخ الحمض النووي الريبي لموقعها داخل الأنسجة. بعد كل شيء ، يتطلب فهم علم أمراض المرض أن نفهم ليس فقط الجينوميات الأساسية وعلم النسخ ولكن أيضًا العلاقة بين الخلايا ومواقعها النسبية داخل الأنسجة. على طول الطريق: طرق جديدة لدراسة السرطان والمناعة وعلم الأعصاب ، من بين أشياء أخرى كثيرة. ما تغير هو ظهور أدوات جديدة لحل التباين المكاني. SeqFISH و MerFISH هما نهجان جديدان لرسم خرائط التعبير الجيني داخل أنظمة النموذج. تعمل العديد من الشركات مثل 10x Genomics و NanoString على إضفاء الطابع الديمقراطي على الوصول إلى النسخ المكانية ، وتقديم تقنيات ومقايسات جديدة. إنهم يفتحون باب دراسة أمراض الأمراض.

الذكاء الاصطناعي والتعلم العميق: إضافة إلى مفرداتنا

غالبًا ما تبدأ الطرق التجريبية الجديدة بمناهج التحليل التاريخية. دعنا نفكر في الخطوة الأولى في التحليل: العثور على مجموعات من البقع / الخلايا ذات التعبير الجيني المماثل ثم التصور عن طريق تقليل الأبعاد. في تسلسل الحمض النووي الريبي أحادي الخلية ، قد يكون إسقاط tSNE وتجميع الترميز اللوني هو مخطط التوقيع ، تمامًا مثل مخطط مانهاتن بالنسبة لـ GWAS.

ومع ذلك ، وبشكل حاسم ، لم نستفد من صورة التشريح المرضي الأساسي - أساس تشخيص ودراسة المرض. لم نستغل حقيقة أن نقطتين متجاورتين. ماذا يحدث عندما نفعل؟ ماذا يحدث عند الحواف بين مجموعتين؟ ماذا يحدث عندما تتداخل أنواع الخلايا أو تتسلل ، كما هو الحال في الاستجابة المناعية؟ هل هناك طرق تحليل صور لا نفكر فيها ولها تأثير محتمل كبير؟

في الواقع ، كانت مفاهيم مثل الشبكات العصبية التلافيفية (CNN) وشبكات الخصومة التوليفية (GANs) مفيدة في تصنيف الميزات والطبقات المخفية الأساسية. يمكننا تجاوز tSNE في النسخ المكانية - ويجب أن يكون السؤال حول عرض الفضاء الكامن (تمثيل البيانات التي تدفع تصنيف المناطق واكتشاف علم الأحياء المخفي). هذه المصطلحات والمفاهيم أساسية عندما يتعلق الأمر بالذكاء الاصطناعي وتحتاج إلى أن تكون في الصدارة والوسط في تحليل النسخ المكانية.

بالطبع ، استخدام الذكاء الاصطناعي ومصطلحات التعلم العميق منتشر في كل مكان. الابتعاد عن الضجيج ، من السيارات ذاتية القيادة إلى النجاحات في التعرف على الصور (ImageNet Challenge) ، فإن بعض الإنجازات الأكثر بروزًا تستفيد من البيانات المكانية والتصويرية. البيانات مهمة ثم يسأل المرء: هل يجب أن نعتبر قسم النسخ المكاني الفردي كنقطة بيانات تجريبية واحدة ، أم أنه 4000 صورة و 4000 نسخة؟

في علم الأحياء المكاني ، يمكننا أن نتوقع أن تطبيق الذكاء الاصطناعي على خرائط خلية تلو الأخرى للجين أو نشاط البروتين سيمهد الطريق لاكتشافات مهمة قد لا نحققها بمفردنا. قد يكون دمج البيانات التي تم حلها مكانيًا بمثابة القفزة التالية إلى الأمام في فهمنا لعلم الأحياء. ستكون هناك أسئلة لم نكن نعرف حتى طرحها والتي يمكن الإجابة عليها من خلال الجمع بين النسخ المكانية والبروتيوميات المكانية. ولكن للوصول إلى هناك ، نحتاج إلى التعاون والعمل كمجتمع لبناء مجموعات بيانات التدريب والموارد الأخرى التي ستكون ضرورية لمنح الذكاء الاصطناعي أفضل فرصة للنجاح.

لا يزال يتعين علينا حقًا الاستفادة القصوى من بيانات البيولوجيا المكانية التي تم إنشاؤها. إذا لم نتعامل مع هذا القيد ، فسوف نستمر في فقدان بعض المعلومات حتى عندما ننتج المزيد والمزيد من هذه المعلومات.


الشروط الاساسية

  • التبادلية: عادة ما ينطوي أي تفاعل بين نوعين يفيد كلاهما على تبادل المواد أو الخدمات.
  • التطفل: التفاعل بين كائنين ، حيث يستفيد أحدهما (الطفيلي) والآخر (العائل).
  • معايشة: يصف العلاقة بين كائنين حيين حيث يستفيد أحدهما والآخر لا يتضرر أو يساعد بشكل كبير.

ضعف التعلم المكاني والذاكرة بعد الإصابة بفيروس الأنفلونزا غير المؤثر على الأعصاب في الفئران الذكور BALB / C

خلال جائحة الأنفلونزا أو تفشي الأنفلونزا الموسمية ، يمكن أن تسبب عدوى الأنفلونزا اعتلال دماغي / التهاب دماغي حاد مرتبط بالإنفلونزا ، وحتى الموت. المرضى الذين يعانون من شركة تم إثبات الاضطرابات العصبية في الفئران التي عولجت بعدوى فيروسات الأنفلونزا المحيطية ، سواء كانت فيروسات عصبية أو غير موجهة للأعصاب. ومع ذلك ، ركزت الدراسات السابقة على المرحلة الحادة من العدوى ، ونادرًا ما اهتمت بمدى أطول من الملاحظات. لذلك ، فإن التأثير طويل المدى لعدوى الفيروس غير المؤثر على الأعصاب على المضيف ليس واضحًا تمامًا. في هذه الدراسة ، أصيبت الفئران البالغة بفيروس الأنفلونزا H1N1 / PR8. بعد ذلك ، لوحظ السلوك العفوي ، ووزن الجسم ، والتعبير عن السيتوكينات في الدماغ ، والقدرة على التعلم المكاني وقدرة الذاكرة المكانية ، حتى فترة الشفاء الكاملة. أظهرت النتائج أن السيتوكينات في الدماغ تم التعبير عنها بشكل كبير في مرحلة النقاهة (14 يومًا بعد التلقيح ، نقطة في البوصة) ، خاصةً BDNF و IBA1 و CX3CL1 و CD200 لا يزال يتم التعبير عنها بشكل كبير في مرحلة الاسترداد (28 نقطة في البوصة). وبخلاف ذلك ، تأثرت قدرة الذاكرة العاطفية والمكانية للفئران في مرحلة النقاهة (14 نقطة في البوصة) ومرحلة التعافي (28 نقطة في البوصة). باختصار ، فئران BALB / c المصابة بفيروس الأنفلونزا غير الموجه للأعصاب H1N1 ، انخفض الوزن والقدرة الحركية في المرحلة الحادة. خلال فترة الشفاء ، تم استعادة وزن الجسم وقدرته على النشاط بشكل كامل ، في حين أن الانفعال مضطرب ، وتأثرت القدرة على التعلم المكاني والذاكرة في الفئران المصابة. قد يكون هذا التأثير السلوكي طويل المدى هو إصابة التأخر التي تسببها عدوى الأنفلونزا غير العصبية.

الكلمات الدالة: عدوى السلوك فيروس الأنفلونزا H1N1 التعلم الحركي المكاني الذاكرة المكانية.

حقوق النشر © 2021 Elsevier Inc. جميع الحقوق محفوظة.

بيان تضارب المصالح

إعلان تضارب المصالح يعلن المؤلفون أنه ليس لديهم مصالح متنافسة.


تجارب جديدة تعزز التعلم عن طريق إعادة تعيين دائرة الدماغ الرئيسية

تُظهر دراسة التعلم المكاني في الفئران أن التعرض للتجارب الجديدة يخفف التمثيلات الراسخة في الحُصين والقشرة أمام الجبهية في الدماغ ، مما يسمح للفئران بتعلم استراتيجيات تنقل جديدة. الدراسة المنشورة في طبيعة سجية، بدعم من المعاهد الوطنية للصحة.

أشار جوشوا أ. جوردون ، دكتوراه في الطب ، دكتوراه ، مؤلف أول في الدراسة ومدير المعهد الوطني للصحة العقلية: "إن القدرة على التعلم بمرونة في المواقف الجديدة تجعل من الممكن التكيف مع عالم دائم التغير" ، جزء من المعاهد الوطنية للصحة. "يمنحنا فهم الأساس العصبي لهذا التعلم المرن في الحيوانات نظرة ثاقبة حول كيفية تعطل هذا النوع من التعلم لدى البشر."

شارك الدكتور جوردون في الإشراف على مشروع البحث مع جوزيف أ. جوجوس ، دكتوراه في الطب ، دكتوراه. ، و Alexander Z. Harris، M.D.، Ph.D. ، كلاهما من جامعة كولومبيا ، مدينة نيويورك.

عندما نواجه معلومات جديدة ، يجب دمج هذه المعلومات في ذاكرة ثابتة ودائمة حتى نتمكن من تذكرها لاحقًا. الآلية الرئيسية في عملية تقوية الذاكرة هذه هي التقوية طويلة المدى ، وهي تقوية مستمرة للوصلات العصبية بناءً على أنماط النشاط الحديثة. على الرغم من أن هذا التعزيز للوصلات العصبية قد يكون مستمرًا ، إلا أنه لا يمكن أن يكون دائمًا ، أو لن نتمكن من تحديث تمثيلات الذاكرة لاستيعاب المعلومات الجديدة. بمعنى آخر ، تعتمد قدرتنا على تذكر التجارب الجديدة والتعلم منها على ترميز المعلومات الدائم والمرن.

لفهم الآليات العصبية المحددة التي تجعل هذه اللدونة ممكنة ، قام فريق البحث بقيادة ألان جيه بارك ، دكتوراه. ، من جامعة كولومبيا ، درس التعلم المكاني في الفئران.

يعتمد التعلم المكاني على دائرة رئيسية بين الحُصين البطني (هيكل يقع في منتصف الدماغ) وقشرة الفص الجبهي الإنسي (الموجودة خلف الجبهة مباشرة). يقوي الاتصال بين هياكل الدماغ هذه على مدار التعلم المكاني. ومع ذلك ، إذا ظل الاتصال بأقصى قوة ، فإنه يضعف التكيف لاحقًا مع المهام والقواعد الجديدة. افترض الباحثون أن التعرض لتجربة جديدة قد يكون بمثابة محفز بيئي يثبط الاتصال بين الحصين والجبهة ، مما يتيح التعلم المكاني المرن.

في المهمة الأولى ، قام الباحثون بتدريب الفئران على التنقل في متاهة بطريقة معينة للحصول على مكافأة. ثم سُمح لبعض الفئران باستكشاف فضاء لم يروه من قبل ، بينما اكتشف البعض الآخر مساحة مألوفة. ثم انخرطت الفئران في مهمة مكانية ثانية ، والتي تطلبت التبديل إلى استراتيجية تنقل جديدة للحصول على مكافأة.

كما هو متوقع ، فضلت جميع الفئران استراتيجية الملاحة الأصلية في البداية. لكن الفئران التي استكشفت فضاءًا جديدًا تغلبت تدريجياً على هذا التحيز وتعلمت بنجاح استراتيجية الملاحة الجديدة في منتصف الدورة التدريبية التي تضم 40 تجربة. عندما اختبر الباحثون مجموعة فرعية من الفئران في المهمة الأولى مرة أخرى ، وجدوا أن الفئران المعرضة للحداثة كانت قادرة على العودة إلى الاستراتيجية الأصلية ، مما يشير إلى أنها قامت بتحديث واختيار استراتيجيتها وفقًا لمتطلبات المهمة.

أظهرت النتائج الإضافية أن تأثيرات الجدة امتدت إلى ما وراء المساحات الجديدة: كما عززت مواجهة الفئران الجديدة قبل المهمة الثانية تعلم إستراتيجية المكافأة الجديدة.

كشفت التغييرات في نشاط الدماغ خلال التدريب عن الآليات العصبية التي تقود هذا التعلم المعزز بالحداثة. في القوارض ، هناك نمط إطلاق نار محدد جيدًا في الحُصين يُعرف باسم موجة ثيتا ، والتي يُعتقد أنها تلعب دورًا رئيسيًا في التعلم والذاكرة. عندما فحص بارك وزملاؤه تسجيلات من الحصين البطني ، وجدوا أن موجة ثيتا أصبحت أقوى أثناء استكشاف الساحة الجديدة وانخفضت الساعة التي أعقبت موجة ثيتا حيث أصبحت الفئران على دراية بالساحة خلال اليومين التاليين. وجد الباحثون أن التعرض للجديد أدى أيضًا إلى تعطيل تشفير استراتيجية التنقل الأصلية ، وإعادة تنظيم نمط إطلاق الخلايا العصبية الفردية في الحصين البطني لجعلها متزامنة مع موجة ثيتا.

في الوقت نفسه ، أظهرت الخلايا العصبية في قشرة الفص الجبهي الإنسي انخفاضًا في تزامن موجة ثيتا ، وضعف الارتباط بين نشاط الحصين ونشاط الفص الجبهي. تشير هذه النتائج وغيرها إلى أن التعرض للحداثة قد أدى إلى تثبيط الروابط المشبكية بين الحُصين البطني وقشرة الفص الجبهي الإنسي ، مما أعاد ضبط الدائرة للسماح بالتعزيز اللاحق للاتصال المرتبط بالتعلم.

من خلال تشغيل إعادة الضبط هذه ، يبدو أن الحداثة تسهل تحديث الإستراتيجية استجابة لهيكل المكافأة المحدد للمهمة. أشارت تحليلات التعلم الآلي إلى أنه بعد التعرض للحداثة ، قامت الخلايا العصبية الحُصَينية البطنية بتحويل التشفير من إستراتيجية تنبأت بالمكافأة في المهمة الأولى إلى أخرى تتوقع المكافأة في المهمة الثانية. ثم تم نقل المعلومات الخاصة بالمهمة إلى الخلايا العصبية الجبهية الوسطى ، والتي قامت بتحديث الترميز وفقًا لذلك.

على المستوى الكيميائي ، يعمل الناقل العصبي الدوبامين كوسيط رئيسي لهذه اللدونة. أظهرت العديد من التجارب أن تنشيط مستقبلات الدوبامين D1 في الحصين البطني أدى إلى تأثيرات شبيهة بالحداثة ، بما في ذلك ضعف الاتصال بين الحصين والفص الجبهي وتعزيز التعلم. منع منع مستقبلات D1 هذه التأثيرات التي يسببها الحداثة.

تسلط هذه النتائج معًا الضوء على بعض آليات الدماغ التي تلعب دورًا في ترميز المعلومات المرن.

قال بارك: "تشير دراستنا إلى الحداثة كطريقة واحدة لتشغيل إعادة ضبط الدوائر التي تسهل التعلم المكاني في الفئران". "الخطوة التالية هي البناء على هذه النتائج واستكشاف ما إذا كانت الحداثة تلعب دورًا مشابهًا في ذاكرة الإنسان والتعلم".


مناقشة

تظهر نتائج التجارب التي تم الإبلاغ عنها هنا أن التعلم المكاني يعزز بقاء الخلايا العصبية المولودة لدى البالغين والتي تكون أكثر نضجًا نسبيًا ، وتؤدي إلى موت الخلايا غير الناضجة ، وفي النهاية تحفز تكاثر السلائف. أظهر منع موت الخلايا الناجم عن التعلم ترابط هذه الأحداث ومشاركتها في التعلم. وبالتالي ، فإن منع الاستماتة الناجم عن التعلم يمنع بقاء الخلية وتكاثر الخلايا ، ويضعف قدرات الذاكرة. تشير هذه النتائج إلى أن التعلم المكاني يمكن أن يتضمن سلسلة من الأحداث المشابهة لعملية التثبيت الانتقائي التي يتم من خلالها نحت الشبكات العصبية عن طريق إضافة مجموعات معينة من الخلايا وإزالتها كدالة لنضجها وأهميتها الوظيفية.

الاستماتة الناتجة عن التعلم هي ظاهرة محددة للغاية. يتم تحفيزها بشكل انتقائي من خلال مرحلة معينة من التعلم المكاني ، وهي المرحلة المتأخرة ، والتي يستقر خلالها الأداء. في المقابل ، لا يبدو أن موت الخلايا المبرمج للخلايا العصبية لحديثي الولادة يتأثر بالإجهاد و / أو النشاط البدني: (1) تم اعتياد الحيوانات على البركة قبل التدريب من أجل تقليل مكونها المجهد (ولكن انظر أيضًا [28]) (2) لم يتسبب التعلم في موت الخلايا خلال أول 3 أيام من التدريب ، حيث يكون النشاط البدني في أعلى مستوياته و (3) لم يلاحظ أي تعديل في موت الخلايا المبرمج في الحيوانات المقيدة التي تعرضت لحمام السباحة لمدة 6 أو 8 أيام. علاوة على ذلك ، لم يتأثر موت الخلايا المبرمج بالتعلم المستقل عن الحصين في متاهة الماء ، مثل التعلم الملحوظ لموضع المنصة. أخيرًا ، ترتبط الزيادة الناتجة عن التعلم في موت الخلايا بالقدرات المكانية ، أي أن الفئران التي لديها أكبر عدد من الخلايا المحتضرة لديها أفضل أداء للذاكرة. تؤكد هذه الملاحظة أن التعلم المكاني ، وليس التدريب أو النشاط البدني أو الإجهاد ، يزيد من موت الخلايا المبرمج.

يستهدف موت الخلايا المبرمج الناجم عن التعلم المكاني مجموعة من الخلايا العصبية حديثي الولادة في فترة زمنية محددة. في الواقع ، لم يشجع التعلم على موت الخلايا المولودة حديثًا والتي كانت أصغر من 5 أيام أو أكبر من 13 يومًا في وقت التضحية. في المقابل ، فإنه يشجع على موت الخلايا التي يبلغ عمرها 7 و 9 أيام في وقت التضحية. تتوافق هذه النتائج مع الدراسات الحديثة التي تظهر أن التنظيم الانتقائي للبقاء / الموت من خلال نشاط الإدخال أو الاستجابة لتعديلات خاصة بالتجربة للخلايا العصبية المولودة للبالغين تحدث في فترة حرجة خلال مرحلة غير ناضجة [29،30].

أظهرنا أيضًا أن إعطاء العامل المضاد للخلايا zVAD يسبب عجزًا في الذاكرة المكانية. وهذا يتفق مع ملاحظة سابقة تبين أن إعطاء مضادات الكاسبيز يضعف الذاكرة المكانية [31]. هنا ، نظهر أن ضعف الذاكرة المكانية بعد تثبيط كاسباس يرجع إلى الحصار المفروض على موت الخلايا المبرمج الناتج عن التعلم. يبدو تأثير موت الخلايا المبرمج في التعلم محددًا تمامًا. وهكذا ، عندما تم غرس مثبط كاسباس zVAD أثناء التعلم ، ولكن خارج نافذة موت الخلايا المبرمج الناجم عن التعلم ، لم يلاحظ أي تأثير على التعلم المكاني. بالإضافة إلى ذلك ، فإن حقن zVAD في حد ذاته لم يغير الاستجابة الفسيولوجية العصبية للحصين في منطقة غير عصبية. إجمالاً ، تُظهر هذه البيانات أن موت الخلايا المبرمج الناجم عن التعلم في DG هو الذي يشارك في الذاكرة المكانية.

العلاقة الموصوفة هنا بين الزيادات التي يسببها التعلم في البقاء على قيد الحياة ، وموت الخلايا المبرمج ، وانتشار الخلايا حديثي الولادة توفر صورة من ثلاث خطوات للعلاقة بين تكوين الخلايا العصبية والتعلم المكاني (الشكل 8). أولاً ، يؤدي اكتساب المهمة إلى زيادة بقاء الخلايا العصبية المولودة حديثًا قبل أسبوع واحد من المهمة ، وبالتالي وصلت إلى مستوى متوسط ​​من النضج. ثانيًا ، بمجرد أن تبدأ المهمة في إتقانها ، يؤدي التعلم إلى موت الخلايا المبرمج للخلايا العصبية لحديثي الولادة التي تكون أصغر ببضعة أيام من تلك التي تم زيادة البقاء على قيد الحياة لها. ثالثًا ، الاستماتة الناجم عن التعلم يتبعه زيادة في تكاثر الخلايا التي تزود الحُصين بمجموعة جديدة من الخلايا العصبية الفتية [16 ، 20].

تزيد المرحلة المبكرة من التعلم في متاهة الماء ، التي تتميز بالتحسن السريع في الأداء ، من بقاء الخلايا العصبية لحديثي الولادة التي تم إنتاجها قبل أسبوع واحد من التعرض للمهمة. بمجرد أن تبدأ المهمة في إتقانها ، خلال المرحلة المتأخرة من التعلم ، يؤدي التعلم إلى موت الخلايا المبرمج للخلايا العصبية لحديثي الولادة التي تكون أصغر ببضعة أيام من الخلايا التي زاد فيها معدل البقاء على قيد الحياة. يتبع هذه الموجة من موت الخلايا زيادة في تكاثر الخلايا. يلعب موت الخلايا المبرمج الناجم عن التعلم دورًا محوريًا في سلسلة الأحداث المتشابكة هذه لأنه ضروري لبقاء الخلايا العصبية القديمة حديثي الولادة ، ولكن أيضًا لزيادة تكاثر الخلايا التي تحدث خلال المرحلة المتأخرة من التعلم.

يتوافق هذا التنظيم التماثل الساكن لتكوين الخلايا العصبية عن طريق التعلم مع نظرية التثبيت الانتقائي التي وفقًا لها ستثبت الأحداث الارتدادية مجموعة معينة من الاتصالات من بين العديد من جهات الاتصال الأخرى ، وبالتالي نحت الدوائر الدقيقة التي تعتبر ضرورية لوظيفة معينة [32]. تشير التقديرات إلى أنه أثناء التطور ، بعد مرحلة تكاثر أولية يتم خلالها إنتاج عدد كبير من الخلايا العصبية لحديثي الولادة ، يتم القضاء على نصف عدد الخلايا العصبية الأولية على الأقل عن طريق موت الخلايا المبرمج [33]. يخدم هذا القضاء على الخلايا العصبية عدة وظائف ، من بينها تنظيم التعصيب المستهدف. في الواقع ، تعتمد الوظيفة العصبية على علاقة كمية دقيقة بين الخلايا العصبية: كل محور عصبي يعصب عددًا مناسبًا من الخلايا المستهدفة وكل خلية مستهدفة تعصب بعدد مناسب من المحاور. قرار البقاء على قيد الحياة أو الموت أثناء التنمية تحكمه المؤثرات و / أو النتائج [34،35].

في حالة الخلايا العصبية المولودة في قرن آمون البالغ ، قد يُفترض أن تلك الخلايا التي تم ربطها بنجاح ، سواء من حيث المخرجات المؤثرة أو المدخلات الواردة ، هي تلك التي يمكن إنقاذها بواسطة المنبهات المتولدة أثناء التعلم. لصالح هذه الفرضية ، فقد ثبت أن النشاط التشابكي المعزز يعزز بقاء الخلية [36]. في المقابل ، يمكن أن يشكل موت الخلايا المبرمج آلية قطع تقوم بقمع الخلايا العصبية غير الناضجة التي لم يتم اختيارها عن طريق التعلم. يمكن أن يؤدي قمعها إلى تكامل الخلايا القديمة التي تم تثبيتها بواسطة المنبهات المعتمدة على النشاط والتي تم إنشاؤها أثناء التعلم. يمكن لهذه الأحداث الارتدادية أيضًا ، من خلال مسح شبكة الضوضاء غير المحددة بسبب الخلايا العصبية الجديدة الزائدة ، أن تعزز نسبة الإشارة إلى الضوضاء. دعمًا لهذه الفكرة ، تم ربط التحسن في نسبة الإشارة إلى الضوضاء لخلايا القشرة الحركية أثناء تعلم المهارات الحركية بتحسين متعلق بالممارسة في الأداء السلوكي [37].

الآليات الدقيقة التي يعزز التعلم من خلالها بقاء أو موت الخلايا المبرمج للمواليد غير الناضجة غير معروفة حاليًا. ومع ذلك ، فإن تحليل النمط التطوري للعصبونات حديثي الولادة يوفر عددًا معينًا من التفسيرات المفترضة. تتبع الخلايا العصبية لحديثي الولادة نضجًا دقيقًا للتوصيل والوظيفة العصبية التي تتطلب حوالي شهر واحد. إنهم يمدون شجرتهم التغصنية في أوقات متغيرة بعد الانقسام الفتيلي ، وبحلول 3 أسابيع تشجيرهم الشجيري يشبه تشجير الخلايا العصبية الناضجة [12 ، 38]. بالإضافة إلى ذلك ، بمجرد 10 أيام بعد الولادة ، تقوم الخلايا المولودة حديثًا بتمديد المحاور في الحقل الفرعي CA3 من قرن آمون [9 ، 12]. بعد الأسبوع الأول من النضج ، يتلقون أيضًا مدخلات GABA لإزالة الاستقطاب [39-44]. قرب نهاية الأسبوع الثاني ، تصبح مدخلات GABA مفرطة الاستقطاب بشكل تدريجي ، وتبدأ الخلايا العصبية المولودة في البالغين في تلقي واردة وظيفية مزيلة للاستقطاب من الجلوتامات [11 ، 29 ، 40 ، 41] ، وهي عملية تحدث بالتوازي مع تكوين العمود الفقري الشجيري.

على أساس هذا النمط التنموي ، يبدو من المحتمل أن الخلايا العصبية حديثي الولادة التي تقل أعمارها عن 5 أيام لا تتأثر بالتعلم لأنها تفتقر إلى المدخلات الواردة ولم تصل بعد إلى مناطق الإسقاط. يجب أن تكون الخلايا العصبية الموجودة في النافذة التي يؤدي التعلم خلالها إلى موت الخلايا المبرمج قد تلقت مدخلات GABA لإزالة الاستقطاب وظيفيًا ، على الرغم من أن شجرتها التغصنية ستظل ضعيفة التطور ، ولا ينبغي أن تصل هذه الخلايا الوليدة إلى المنطقة المستهدفة. وبالتالي ، استجابةً لإزالة الاستقطاب القائم على التعلم ، فإن عدم التوازن بين نشاط المدخلات والمخرجات قد يعيق بقاء هذه الخلايا ويؤدي إلى موتها. الخلايا العصبية القديمة التي تعيش نتيجة التعلم لديها شجرة شجرية أكثر تطوراً تتلقى مدخلات GABA المزيلة للاستقطاب وتبدأ في الحصول على بعض الجلوتامات. علاوة على ذلك ، وصلت هذه الخلايا العصبية حديثي الولادة أيضًا إلى الحقل الفرعي CA3. ومن المحتمل بعد ذلك أن هذه الخلايا العصبية الوليدة التي وصلت إلى مرحلة أعلى من النضج ، مع وصلات إدخال / إخراج متوازنة ، يمكن أن تستفيد من التأثيرات المؤيدة للتمييز للتنشيط بواسطة GABA ومدخلات الجلوتامات من خلال التعلم [45].

ما إذا كانت الخلايا العصبية المولودة حديثًا التي يزداد بقائها على قيد الحياة من خلال التعلم تشارك في عملية الذاكرة أم لا يبقى سؤالًا مفتوحًا. على الرغم من أن الخلايا العصبية لحديثي الولادة تحتاج إلى عدة أسابيع قبل أن تصل إلى مرحلة النضج الوظيفي الكامل (للمراجعة ، انظر [45]) ، إلا أنها قد تشارك في معالجة الذاكرة في مراحل غير ناضجة بسبب مستوى اللدونة العالية لديها [46 ، 47]. قد تفسر هذه الخصائص الغريبة سبب استجابة الخلايا العصبية غير الناضجة لتجارب الحياة خلال فترة زمنية حرجة [30]. قد تحفز الخلايا العصبية المولودة حديثًا التي لها تواريخ ميلاد مماثلة على تكوين مجموعات عصبية وظيفية في الحقل الفرعي CA3 ، وقد تخزن الدوائر الجديدة الناتجة آثار الذاكرة [48]. بدلاً من ذلك ، يمكن أن تؤدي إضافة هذه الدوائر الجديدة إلى ترميز وقت الذكريات الجديدة [49]. ومع ذلك ، فقد أظهرت الدراسات الحديثة أنه على الرغم من أن السلوكيات المكانية تنشط بشكل تفضيلي الخلايا العصبية الجديدة في التلفيف المسنن [50،51] ، إلا أن هذا التجنيد لم يحدث حتى كان عمرهم 4 أسابيع على الأقل [50]. وبالتالي ، إذا لم يتم تجنيد الخلايا العصبية التي زاد بقائها على قيد الحياة عن طريق التعلم من خلال السلوك المستمر ، فقد تدعم تجربة تعليمية لاحقة. يلزم إجراء تحقيقات إضافية لتحديد ما إذا كانت الخلايا العصبية المولودة لدى البالغين تمارس دورًا وظيفيًا في تكوين الذاكرة قبل أو بعد بلوغ النضج الكامل

تُظهر ملاحظاتنا أيضًا أن التعلم المكاني لا يعتمد فقط على إضافة خلايا عصبية جديدة أو اتصالات متشابكة ، ولكن أيضًا على الأحداث الارتدادية التي تبلغ ذروتها في إزالة الخلايا العصبية من الشبكة الخلوية للجهاز العصبي المركزي للبالغين. تم بالفعل الإبلاغ عن تفاعل بين إضافة وإزالة الخلايا العصبية المولودة للبالغين كآلية تحافظ على السلوك المكتسب للطيور المغردة البالغة [52،53]. ومن المثير للاهتمام أن نتائجنا تظهر أن العلاقات بين التعلم وتكوين الخلايا العصبية والاستماتة تختلف تمامًا في الثدييات والطيور. في ذكور الكناري البالغ ، على سبيل المثال ، يتم تحفيز تكوين الخلايا العصبية بواسطة موجة من موت الخلايا المبرمج للخلايا العصبية البالغة داخل المركز الصوتي الأعلى [54]. التفسير الحالي لهذه العمليات هو أن موت الخلايا العصبية القديمة واستبدالها بأخرى جديدة يسمح لجزر الكناري بنسيان مجموعة الأغاني التي تعلموها في العام السابق واستبدالها بأخرى جديدة [52]. في الثدييات ، أثناء تشفير المعلومات الجديدة ، فإن موت الخلايا المبرمج للخلايا العصبية الأصغر هو الذي يسهل بقاء الخلايا الأكبر سنًا. نتيجة لذلك ، في حين أن موت الخلايا المبرمج في الطيور يخضع لاستبدال التعلم القديم بالجديد ، في الثدييات ، يبدو أن موت الخلايا المبرمج يسمح بإضافة معلومات جديدة بكفاءة.

في الختام ، تُظهر نتائجنا أن التعلم المكاني يتضمن آلية تشبه إلى حد بعيد عملية التثبيت الانتقائي التي لوحظت أثناء نمو الدماغ ، حيث يتبع إنتاج الخلايا العصبية الجديدة اختيار نشط لبعضها وإزالة البعض الآخر. نتيجة لذلك ، لا يعتمد التعلم المكاني على العمليات المضافة فقط ، بدءًا من تقوية المشابك إلى تكوين نقاط تشابك عصبية جديدة وخلايا عصبية جديدة ، ولكن أيضًا على الظواهر الارتدادية ، مثل موت الخلايا المبرمج للخلايا العصبية. توفر هذه المواصفات اللاجينية للشبكات عن طريق إزالة الخلايا العصبية في دماغ البالغين دليلاً على وجود آلية إضافية تساهم في إنشاء تكوين الذاكرة في الثدييات.


رؤى جديدة حول الأنسجة الخاصة بك. تصور.

تعتبر العلاقة بين الخلايا ومواقعها النسبية داخل الأنسجة أمرًا بالغ الأهمية لفهم التطور الطبيعي وعلم أمراض المرض. تعتبر عملية النسخ المكانية طريقة رائدة في تحديد السمات الجزيئية تسمح للعلماء بقياس كل نشاط الجينات في عينة الأنسجة ورسم خريطة لمكان حدوث النشاط. تؤدي هذه التكنولوجيا بالفعل إلى اكتشافات جديدة تثبت فعاليتها في مساعدة العلماء على اكتساب فهم أفضل للعمليات البيولوجية والأمراض.

عزز اكتشافاتك المكانية باستخدام تقنية الالتقاط المكاني

تعمل تقنية الالتقاط المكاني على تشغيل النظام الأساسي Visium Spatial من خلال استخدام oligonucleotides المرتبطة بـ mRNA المشفر مكانيًا. هناك طريقتان لكيفية حصول جزيئات الرنا المرسال على الرمز الشريطي المكاني.

في الأنسجة المجمدة الطازجة ، يتم إصلاح الأنسجة ونفاذها لإطلاق الحمض النووي الريبي الذي يرتبط بتحقيقات الالتقاط المجاورة ، مما يسمح بالتقاط معلومات التعبير الجيني. ثم يتم تصنيع (كدنا) من الحمض النووي الريبي الملتقطة ومكتبات التسلسل المعدة.

في أنسجة FFPE ، يتم نفاذية الأنسجة لإطلاق أزواج مسبار مربوطة ترتبط بتحقيقات الالتقاط المجاورة على الشريحة ، مما يسمح بالتقاط معلومات التعبير الجيني. يتم تهجين أزواج من المجسات الخاصة بكل جين في نسخة ترميز البروتين إلى هدفها الجيني ثم ربطها ببعضها البعض. يتم تمديد أزواج المجسات لتضمين مكملات من الباركود المكاني ومكتبات التسلسل المعدة.

افحص التعبير الجيني في سياق البيئة المكروية للأنسجة

يمكّن الابتكار في منهجيات النسخ المكانية العلماء من الحصول على فهم شامل للخلايا في سياقها المورفولوجي. في هذا العرض التقديمي ، سوف تستمع مباشرة من علماء 10x Genomics حول التحسينات الرائدة في التكنولوجيا والتطبيقات المثيرة التي يعرضها المستخدمون.


التعلم المكاني ثنائي الشكل جنسيًا في فئران المروج Microtus pennsylvanicus وفئران الغزلان Peromyscus maniculatus.

L A Galea، M Kavaliers، K P Ossenkopp التعلم المكاني ثنائي الشكل جنسيًا في فئران المرج Microtus pennsylvanicus وفئران الغزلان Peromyscus maniculatus .. J أكسب بيول 1 يناير 1996199 (1): 195-200. دوى: https://doi.org/10.1242/jeb.199.1.195

تم وصف عدد من الدراسات التي تفحص الجوانب التنموية والعصبية والهرمونية للتعلم المكاني ثنائي الشكل (Morris Water-maze) في فئران المرج (Microtus pennsylvanicus) وفئران الغزلان (Peromyscus maniculatus). وجدنا أنه في فئران الغزلان البالغة ، انخفض الأداء المكاني للإناث خلال موسم التكاثر مقارنة بموسم عدم التكاثر ، بينما لوحظ النمط العكسي في أداء الذكور. كان هناك اختلاف بين الجنسين لصالح الذكور في التعلم المكاني خلال موسم التكاثر ، ولكن ليس خلال موسم عدم التكاثر. في فئران المروج البالغة ، كان أداء الإناث ذوات المستويات المنخفضة من الاوستراديول والذكور أفضل في متاهة الماء من الإناث اللائي لديهن مستويات عالية من الاوستراديول. اكتسبت فئران بعد الفطام (20 و 25 يومًا بعد الولادة) مهمة المتاهة المائية أسرع من فئران ما قبل الفطام (اليوم 10). لم يكن هناك فرق بين الجنسين في أداء المتاهة المائية واضحًا في أي من هذه الأعمار. عندما تم اختبار نفس هذه الفئران مرة أخرى كبالغين للتحقيق في الاحتفاظ وإعادة اكتساب المتاهة المائية ، استعاد كل من الذكور والإناث من الفضلات المنحازة للذكور المهمة بشكل أفضل من الذكور والإناث من الفضلات المنحازة للإناث. تشير نتائج هذه الدراسات معًا إلى أن القدرة المكانية ثنائية الشكل الجنسية تعتمد على التنظيم (في الرحم) والتأثيرات التنشيطية لهرمونات الغدد التناسلية. تقدم هذه الدراسات العرض الأول لتأثير التغيرات الطبيعية في الحالة الإنجابية على التعلم المكاني لفئران الغزلان وفئران المرج. أظهرت النتائج أيضًا أن الأداء المكاني للذكور والإناث يتأثر بشكل تفاضلي بالتغيرات في الحالة الإنجابية وأن الاختلافات الجماعية في المختبر مرتبطة بالاختلافات الجماعية في استخدام الفضاء في البرية. تساعد هذه النتائج في توضيح النتائج السابقة المتناقضة على ما يبدو حول الفروق بين الجنسين في القدرة المكانية.

تنبيهات البريد الإلكتروني

استشهد بها

تجدنا في المؤتمر السنوي SEB 2021

نتطلع إلى المؤتمر السنوي SEB 2021 ، الذي سيعقد عبر الإنترنت في الفترة من 29 يونيو إلى 8 يوليو.

الوظائف والقهوة
انضم إلى محرر مراجعات JEB شارلوتلي روتليدج في الساعة 1.30 ظهرًا يوم 1 يوليو للاستماع إلى رحلتها المهنية الشخصية.

جائزة العالم الشاب
يسعدنا رعاية جائزة العالم الشاب (قسم الحيوانات). سيتم الإعلان عن الفائز في 2 يوليو خلال جلسة الميدالية والجائزة.

مجموعات الموضوع
شاهد مجموعات الموضوعات الخاصة بنا التي تسلط الضوء على الأوراق التي قدمها الفائزون الجدد بجوائز SEB ، واكتشف كيف يدعم JEB الباحثين في بداية حياتهم المهنية وتعرف على المجلة.

دعوة لتقديم أوراق - بناء نماذج جديدة في علم وظائف الأعضاء المقارن والميكانيكا الحيوية

عددنا الخاص القادم هو الترحيب بالطلبات المقدمة حتى 31 يوليو 2021. سيتم نشر العدد الخاص في أوائل عام 2022 وسيتم الترويج له على نطاق واسع عبر الإنترنت وفي المؤتمرات العالمية الرئيسية.

سلوكيات المرض عبر أنواع الفقاريات

تحمل خلايا الدم الحمراء في كيمان البيكربونات وليس بلازما الدم

باوتيستا وآخرون. اكتشفوا أنه بدلاً من حمل البيكربونات في بلازما الدم ، فإن الكيمن يحمل الأنيون في خلايا الدم الحمراء ، وذلك بفضل الهيموجلوبين المعدل بشكل خاص.

قراءة اتفاقية نشرها مع EIFL

يسعدنا أن نعلن أن الباحثين في 30 دولة نامية وتلك التي تمر اقتصاداتها بمرحلة انتقالية يمكنهم الاستفادة من النشر المفتوح الفوري والخالي من الرسوم في Journal of Experimental Biology بعد اتفاقية جديدة مع Electronic Information for Libraries (EIFL).

لدينا الآن أكثر من 200 مؤسسة في أكثر من 20 دولة وستة اتحادات مكتبات تشارك في مبادرة القراءة والنشر. اكتشف المزيد واطلع على القائمة الكاملة للمؤسسات المشاركة.


تقدم العلوم: مؤتمر علم الأحياء المكاني

تتيح التقنيات المكانية اكتشافات جديدة تعزز فهمنا لمجموعة من البيولوجيا ، بما في ذلك الاستجابة المناعية للمضيف الفيروسي والبيئة المكروية المناعية للورم. يجمع هذا المؤتمر الافتراضي بين الباحثين والعلماء والأطباء من جميع أنحاء العالم للتعرف على الاكتشافات الحديثة في علم الأحياء المكاني ومناقشتها.

تشمل المسارات العلمية:

يتيح لك هذا الحدث المجاني عبر الإنترنت المشاركة في أنسب وقت لموقعك:

أوروبا: 9:00 صباحًا - 3:30 مساءً التوقيت الصيفي البريطاني / 10:00 صباحًا - 4:30 مساءً بتوقيت وسط أوروبا. 15 سبتمبر.

الأمريكتان: 11:00 صباحًا - 5:30 مساءً بالتوقيت الشرقي. 15 سبتمبر.

آسيا والمحيط الهادئ: 11:00 صباحًا - 5:30 مساءً بتوقيت بكين القياسي. 16 سبتمبر.

Plenary: Peter Sorger, PhD

Alexander Aivazidis, PhD

Omer Bayraktar, PhD

Alain Borczuk, MD

Christina Curtis, PhD

Z. Gordon Jiang, MD, PhD

Christopher E. Mason, PhD

Muh-Hwa Yang, MD, PhD

Karin Pelka, PhD

Laura Perin, PhD

Robert E. Schwartz, PhD

Sargis Sedrakyan, PhD

Åsa Segerstolpe, PhD

David T. Ting, MD

Ioannis Vlachos, PhD

Advancing Science: A Spatial Biology Conference

Exhibits Hall/Poster Viewing/Networking/Software Demonstrations

Spatial Analysis of Immune Micro-Environments In Cancer and COVID-19

Otto Krayer Professor of Systems Biology at Harvard Medical School, Head of the Harvard Program in Therapeutic Sciences (HiTS) and Director of its Laboratory of Systems Pharmacology Harvard Medical School

Transcriptomics of SARS-CoV2 Induced Lung Injury: A Spatial Transcriptomics Approach

Z. Gordon Jiang, MD, PhD, Assistant Professor of Medicine, Beth Israel Deaconess Medical Center

COVID-19 Respiratory Distress Syndrome: Dissecting the Root Cause of Its Severity

Robert Schwartz, MD, PhD, Assistant Professor of Medicine, Weill Cornell Medicine and Alain Borczuk, MD, Professor, Pathology and Laboratory Medicine, Weill Cornell Medicine

Spatial Insights Of Lung Pathology in COVID-19 Autopsies

Åsa Segerstolpe, PhD, Research Scientist, Broad Institute of MIT and Harvard

Temporal and Spatial Heterogeneity of Host Response to SARS-CoV-2 Pulmonary Infection

David Ting, MD, Associate Clinical Director for Innovation, MGH Cancer Center Assistant Professor of Medicine, Harvard Medical School

SPATIAL GENOMICS RESEARCH

Mechanisms of Alport Syndrome Pathogenesis

Laura Perin, PhD, Investigator, Research Urology, Assistant Professor of Research Surgery, Children&rsquos Hospital Los Angeles, The Saban Research Institute and Sargis Sedrakyan, PhD, Investigator, Research Urology Assistant Professor of Research Surgery, Children&rsquos Hospital Los Angeles, The Saban Research Institute

Cellular Elements and Spatially-Organized Immune Hubs in Colorectal Cancer

Karin Pelka, PhD, Post-Doctoral Fellow, Broad Institute of MIT and Harvard and Massachusetts General Hospital (MGH)

Spatial Evolution of Epithelial-Mesenchymal Program of Head and Neck Cancer

Muh-Hwa Yang, MD, PhD, Investigator, Urology Research

Assistant Professor, National Yang Ming University

SPATIAL GENOMICS DATA ANALYSIS

Shotgun Transcriptome and Spatial Profiling of SARS-CoV-2

Christopher E. Mason, PhD, Associate Professor Director, WorldQuant Initiative for Quantitative Prediction, Weill Cornell Medicine

Spatial Characterization of The Tumor-Immune Microenvironment Through Therapy in Breast Cancer

Christina Curtis, PhD, Associate Professor, Medicine - Oncology

Associate Professor, Genetics, Stanford University

Whole Transcriptome in Situ Cell Atlas Reveals The Cellular Composition of The Developing Human Brain

Omer Bayraktar, PhD, Appointed Cellular Genetics Group Leader, Wellcome Sanger Institute and Alexander Aivazidis, PhD, student, Wellcome Sanger Institute

Spatial Transcriptomics and Single-Cell Integration for In-Depth Localized Tissue Interrogation

Ioannis Vlachos, PhD, Assistant Professor of Pathology, Beth Israel Deaconess Medical Center

Exhibits Hall/Poster Viewing/Networking/Software Demonstrations

Advancing Science: A Spatial Biology Conference

Start Time &ndash 9:00 am BST / 10:00 am CET

British Standard Time (BST)

Central European Time (CET)

Exhibits Hall/Poster Viewing/Networking/Software Demonstrations

Spatial Analysis of Immune Micro-Environments In Cancer and COVID-19

Otto Krayer Professor of Systems Biology at Harvard Medical School, Head of the Harvard Program in Therapeutic Sciences (HiTS) and Director of its Laboratory of Systems Pharmacology Harvard Medical School

Transcriptomics of SARS-CoV2 Induced Lung Injury: A Spatial Transcriptomics Approach

Z. Gordon Jiang, MD, PhD, Assistant Professor of Medicine, Beth Israel Deaconess Medical Center

COVID-19 Respiratory Distress Syndrome: Dissecting the Root Cause of Its Severity

Robert Schwartz, MD, PhD, Assistant Professor of Medicine, Weill Cornell Medicine and Alain Borczuk, MD, Professor, Pathology and Laboratory Medicine, Weill Cornell Medicine

Spatial Insights Of Lung Pathology in COVID-19 Autopsies

Åsa Segerstolpe, PhD, Research Scientist, Broad Institute of MIT and Harvard

Temporal and Spatial Heterogeneity of Host Response to SARS-CoV-2 Pulmonary Infection

David Ting, MD, Associate Clinical Director for Innovation, MGH Cancer Center Assistant Professor of Medicine, Harvard Medical School

SPATIAL GENOMICS RESEARCH

Mechanisms of Alport Syndrome Pathogenesis

Laura Perin, PhD, Investigator, Research Urology, Assistant Professor of Research Surgery, Children&rsquos Hospital Los Angeles, The Saban Research Institute and Sargis Sedrakyan, PhD, Investigator, Research Urology Assistant Professor of Research Surgery, Children&rsquos Hospital Los Angeles, The Saban Research Institute

Cellular Elements and Spatially-Organized Immune Hubs in Colorectal Cancer

Karin Pelka, PhD, Post-Doctoral Fellow, Broad Institute of MIT and Harvard and Massachusetts General Hospital (MGH)

Spatial Evolution of Epithelial-Mesenchymal Program of Head and Neck Cancer

Muh-Hwa Yang , MD, PhD, Investigator, Urology Research

Assistant Professor, National Yang Ming University

SPATIAL GENOMICS DATA ANALYSIS

Shotgun Transcriptome and Spatial Profiling of SARS-CoV-2

Christopher E. Mason, PhD, Associate Professor Director, WorldQuant Initiative for Quantitative Prediction, Weill Cornell Medicine

Spatial Characterization of The Tumor-Immune Microenvironment Through Therapy in Breast Cancer

Christina Curtis, PhD, Associate Professor, Medicine - Oncology

Associate Professor, Genetics, Stanford University

Whole Transcriptome in Situ Cell Atlas Reveals The Cellular Composition of The Developing Human Brain

Omer Bayraktar, PhD, Appointed Cellular Genetics Group Leader, Wellcome Sanger Institute and Alexander Aivazidis, PhD, student, Wellcome Sanger Institute

Spatial Transcriptomics and Single-Cell Integration for In-Depth Localized Tissue Interrogation

Ioannis Vlachos, PhD, Assistant Professor of Pathology, Beth Israel Deaconess Medical Center

Exhibits Hall/Poster Viewing/Networking/Software Demonstrations

Advancing Science: A Spatial Biology Conference

Start Time &ndash Asia-Pacific: 10:30 am (Beijing Standard Time)

Exhibits Hall/Poster Viewing/Networking/Software Demonstrations

Spatial Analysis of Immune Micro-Environments In Cancer and COVID-19

Otto Krayer Professor of Systems Biology at Harvard Medical School, Head of the Harvard Program in Therapeutic Sciences (HiTS) and Director of its Laboratory of Systems Pharmacology Harvard Medical School

Transcriptomics of SARS-CoV2 Induced Lung Injury: A Spatial Transcriptomics Approach

Z. Gordon Jiang, MD, PhD, Assistant Professor of Medicine, Beth Israel Deaconess Medical Center

COVID-19 Respiratory Distress Syndrome: Dissecting the Root Cause of Its Severity

Robert Schwartz, MD, PhD, Assistant Professor of Medicine, Weill Cornell Medicine and Alain Borczuk, MD, Professor, Pathology and Laboratory Medicine, Weill Cornell Medicine

Spatial Insights Of Lung Pathology in COVID-19 Autopsies

Åsa Segerstolpe, PhD, Research Scientist, Broad Institute of MIT and Harvard

Temporal and Spatial Heterogeneity of Host Response to SARS-CoV-2 Pulmonary Infection

David Ting, MD, Associate Clinical Director for Innovation, MGH Cancer Center Assistant Professor of Medicine, Harvard Medical School

SPATIAL GENOMICS RESEARCH

Mechanisms of Alport Syndrome Pathogenesis

Laura Perin, PhD, Investigator, Research Urology, Assistant Professor of Research Surgery, Children&rsquos Hospital Los Angeles, The Saban Research Institute Sargis Sedrakyan, PhD, Investigator, Research Urology Assistant Professor of Research Surgery, Children&rsquos Hospital Los Angeles, The Saban Research Institute

Cellular Elements and Spatially-Organized Immune Hubs in Colorectal Cancer

Karin Pelka, PhD, Post-Doctoral Fellow, Broad Institute of MIT and Harvard and Massachusetts General Hospital (MGH)

Spatial Evolution of Epithelial-Mesenchymal Program of Head and Neck Cancer

Muh-Hwa Yang , MD, PhD, Investigator, Urology Research

Assistant Professor, National Yang Ming University

SPATIAL GENOMICS DATA ANALYSIS

Shotgun Transcriptome and Spatial Profiling of SARS-CoV-2

Christopher E. Mason, PhD, Associate Professor Director, WorldQuant Initiative for Quantitative Prediction, Weill Cornell Medicine

Spatial Characterization of The Tumor-Immune Microenvironment Through Therapy in Breast Cancer

Christina Curtis, PhD, Associate Professor, Medicine - Oncology

Associate Professor, Genetics, Stanford University

Whole Transcriptome in Situ Cell Atlas Reveals The Cellular Composition of The Developing Human Brain

Omer Bayraktar, PhD, Appointed Cellular Genetics Group Leader, Wellcome Sanger Institute and Alexander Aivazidis, PhD, student, Wellcome Sanger Institute

Spatial Transcriptomics and Single-Cell Integration for In-Depth Localized Tissue Interrogation

Ioannis Vlachos, PhD, Assistant Professor of Pathology, Beth Israel Deaconess Medical Center

Exhibits Hall/Poster Viewing/Networking/Software Demonstrations

For information on becoming a sponsor or exhibitor, please click here.

As an innovator in reagents and tools, our purpose is to serve life science researchers globally to achieve their mission, faster. Providing the research and clinical communities with tools and scientific support, we offer highly validated biological binders and assays to address . important targets in critical biological pathways.

Leica Biosystems is a global leader in Anatomical Pathology solutions and automation, striving to advance cancer diagnostics to improve patients' lives. Leica Biosystems provides Pathologists, Histologists, and Researchers a comprehensive range of products for each step in the . Pathology process. From specimen preparation and staining to imaging and reporting, our solutions help increase workflow efficiencies meaning patients receive their results sooner. Slide after slide, Leica's easy-to-use and consistently reliable offerings provide you with the diagnostic clarity you need to give patients the results that they can trust.

For more than 20 years, Illumina has aspired to improve human health by unlocking the power of the genome. Now, through innovation and collaboration with pathologists, hematologists, and oncologists, we are enabling genomic breakthroughs in immunotherapy, biomarker discovery, and . therapy selection. As we move towards precision medicine, we have only just begun to discover the true impact of genomics. The opportunity to transform tumor profiling with innovative assays that enable comprehensive genomic profiling, new companion diagnostic development, and liquid biopsy inspires us to push boundaries and drive innovation.

Advance Cell Diagnostics - a Bio-Techne brand, based in Silicon Valley, ACD's products and pharma assay services are based on its proprietary RNAscope™ technology, the first multiplex fluorescent and chromogenic in situ hybridization platform, capable of detecting and . quantifying single molecules of RNA in situ. ACD has two product lines, namely RNAscope and BaseScope™ consisting of assay reagent kits and 15,000+ off-the-shelf probes in addition to a Pharma Assay Services business which allow customers to run assays for their unique targets rapidly. Since its first launch in 2011, the technology boasts 1200+ citations, a new publication each day now, for single, duplex and multiplex RNA analysis. ACD's products and services are based on its proprietary RNAscopeTechnology, the first multiplex fluorescent and chromogenic in situ hybridization platform capable of detecting and quantifying RNA biomarkers in situ at single molecule sensitivity. In addition to its ongoing efforts to develop proprietary diagnostic tests for cancer management, ACD also establishes partnerships with pharmaceutical and biotechnology companies to validate biomarkers for targeted therapeutic development

NANOSTRING GAMIFICATION

Announcing! All registered attendees will have the opportunity to participate in the NanoString Gamification activity. Upon entry into the virtual conference, attendees will earn points and compete for a chance to win a pair of Apple Air Pod Pro's and other awesome prizes! Collect points by attending session presentations, joining a live GeoMx Interactive Data Experience, engaging in the Virtual Lab, exploring the Exhibit Hall, interacting with booth reps, downloading posters and participating in social. Winners will be announced Friday, September 18th at 5pm ET!

Terms and Conditions for the NanoString Gamification Activity Prizes

in connection with

& ldquo Advancing Science - A Spatial Biology Conference&rdquo

Registered attendees of the NanoString Technologies Advancing Science - A Spatial Biology Conference who have participated in the Gamification Activity will have the opportunity to win the following prizes a pair of Apple AirPods Pro (three winners), NanoString branded face masks and wine glass (5 winners per region), and NanoString branded face masks and socks (25 winners per region).


Spatial Organization and Molecular Correlation of Tumor-Infiltrating Lymphocytes Using Deep Learning on Pathology Images

Beyond sample curation and basic pathologic characterization, the digitized H&E-stained images of TCGA samples remain underutilized. To highlight this resource, we present mappings of tumor-infiltrating lymphocytes (TILs) based on H&E images from 13 TCGA tumor types. These TIL maps are derived through computational staining using a convolutional neural network trained to classify patches of images. Affinity propagation revealed local spatial structure in TIL patterns and correlation with overall survival. TIL map structural patterns were grouped using standard histopathological parameters. These patterns are enriched in particular T cell subpopulations derived from molecular measures. TIL densities and spatial structure were differentially enriched among tumor types, immune subtypes, and tumor molecular subtypes, implying that spatial infiltrate state could reflect particular tumor cell aberration states. Obtaining spatial lymphocytic patterns linked to the rich genomic characterization of TCGA samples demonstrates one use for the TCGA image archives with insights into the tumor-immune microenvironment.

الكلمات الدالة: artificial intelligence bioinformatics computer vision deep learning digital pathology immuno-oncology lymphocytes machine learning tumor microenvironment tumor-infiltrating lymphocytes.

Copyright © 2018 The Authors. تم النشر بواسطة Elsevier Inc. جميع الحقوق محفوظة.

بيان تضارب المصالح

Michael Seiler, Peter G. Smith, Ping Zhu, Silvia Buonamici, and Lihua Yu are employees of H3 Biomedicine, Inc. Parts of this work are the subject of a patent application: WO2017040526 titled “Splice variants associated with neo-morphic sf3b1 mutants.” Shouyoung Peng, Anant A. Agrawal, James Palacino, and Teng Teng are employees of H3 Biomedicine, Inc. Andrew D. Cherniack, Ashton C. Berger, and Galen F. Gao receive research support from Bayer Pharmaceuticals. Gordon B. Mills serves on the External Scientific Review Board of Astrazeneca. Anil Sood is on the Scientific Advisory Board for Kiyatec and is a shareholder in BioPath. Jonathan S. Serody receives funding from Merck, Inc. Kyle R. Covington is an employee of Castle Biosciences, Inc. Preethi H. Gunaratne is founder, CSO, and shareholder of NextmiRNA Therapeutics. Christina Yau is a part-time employee/consultant at NantOmics. Franz X. Schaub is an employee and shareholder of SEngine Precision Medicine, Inc. Carla Grandori is an employee, founder, and shareholder of SEngine Precision Medicine, Inc. Robert N. Eisenman is a member of the Scientific Advisory Boards and shareholder of Shenogen Pharma and Kronos Bio. Daniel J. Weisenberger is a consultant for Zymo Research Corporation. Joshua M. Stuart is the founder of Five3 Genomics and shareholder of NantOmics. Marc T. Goodman receives research support from Merck, Inc. Andrew J. Gentles is a consultant for Cibermed. Charles M. Perou is an equity stock holder, consultant, and Board of Directors member of BioClassifier and GeneCentric Diagnostics and is also listed as an inventor on patent applications on the Breast PAM50 and Lung Cancer Subtyping assays. Matthew Meyerson receives research support from Bayer Pharmaceuticals is an equity holder in, consultant for, and Scientific Advisory Board chair for OrigiMed and is an inventor of a patent for EGFR mutation diagnosis in lung cancer, licensed to LabCorp. Eduard Porta-Pardo is an inventor of a patent for domainXplorer. Han Liang is a shareholder and scientific advisor of Precision Scientific and Eagle Nebula. Da Yang is an inventor on a pending patent application describing the use of antisense oligonucleotides against specific lncRNA sequence as diagnostic and therapeutic tools. Yonghong Xiao was an employee and shareholder of TESARO, Inc. Bin Feng is an employee and shareholder of TESARO, Inc. Carter Van Waes received research funding for the study of IAP inhibitor ASTX660 through a Cooperative Agreement between NIDCD, NIH, and Astex Pharmaceuticals. Raunaq Malhotra is an employee and shareholder of Seven Bridges, Inc. Peter W. Laird serves on the Scientific Advisory Board for AnchorDx. Joel Tepper is a consultant at EMD Serono. Kenneth Wang serves on the Advisory Board for Boston Scientific, Microtech, and Olympus. Andrea Califano is a founder, shareholder, and advisory board member of DarwinHealth, Inc. and a shareholder and advisory board member of Tempus, Inc. Toni K. Choueiri serves as needed on advisory boards for Bristol-Myers Squibb, Merck, and Roche. Lawrence Kwong receives research support from Array BioPharma. Sharon E. Plon is a member of the Scientific Advisory Board for Baylor Genetics Laboratory. Beth Y. Karlan serves on the Advisory Board of Invitae.


شاهد الفيديو: الحركة في الكائنات الحية الدقيقة (أغسطس 2022).