Was ist Connectomics?
What is connectomics?
Connectomics is the production and study of connectomes: comprehensive maps of connections within an organism's nervous system. More generally, it can be thought of as the study of neuronal wiring diagrams with a focus on how structural connectivity, individual synapses, cellular morphology, and cellular ultrastructure contribute to the make up of a network. The nervous system is a network made of billions of connections and these connections are responsible for our thoughts, emotions, actions, memories, function and dysfunction. Therefore, the study of connectomics aims to advance our understanding of mental health and cognition by understanding how cells in the nervous system are connected and communicate. Because these structures are extremely complex, methods within this field use a high-throughput application of functional and structural neural imaging, most commonly magnetic resonance imaging (MRI), electron microscopy, and histological techniques in order to increase the speed, efficiency, and resolution of these nervous system maps. To date, tens of large scale datasets have been collected spanning the nervous system including the various areas of cortex, cerebellum,[1][2] the retina,[3] the peripheral nervous system[4] and neuromuscular junctions.[5]

Generally speaking, there are two types of connectomes; macroscale and microscale. Macroscale connectomics refers to using functional and structural MRI data to map out large fiber tracts and functional gray matter areas within the brain in terms of blood flow (functional) and water diffusivity (structural). Microscale connectomics is the mapping of small organisms' complete connectome using microscopy and histology. That is, all connections that exist in their central nervous system.
Connectomics ist die Erstellung und Untersuchung von Konnektomen: umfassende Karten der Verbindungen innerhalb des Nervensystems eines Organismus. Allgemeiner ausgedrückt, kann man sich darunter die Untersuchung neuronaler Schaltpläne vorstellen, wobei der Schwerpunkt darauf liegt, wie die strukturelle Konnektivität, einzelne Synapsen, die Zellmorphologie und die zelluläre Ultrastruktur zum Aufbau eines Netzwerks beitragen. Das Nervensystem ist ein Netzwerk aus Milliarden von Verbindungen, und diese Verbindungen sind für unsere Gedanken, Gefühle, Handlungen, Erinnerungen, Funktionen und Funktionsstörungen verantwortlich. Die Konnektivitätsforschung zielt daher darauf ab, unser Verständnis von geistiger Gesundheit und Kognition zu verbessern, indem wir verstehen, wie die Zellen im Nervensystem miteinander verbunden sind und kommunizieren. Da diese Strukturen äußerst komplex sind, werden in diesem Bereich Methoden der funktionellen und strukturellen neuronalen Bildgebung im Hochdurchsatz eingesetzt, vor allem Magnetresonanztomographie (MRT), Elektronenmikroskopie und histologische Techniken, um die Geschwindigkeit, Effizienz und Auflösung dieser Karten des Nervensystems zu erhöhen. Bis heute wurden Dutzende von großen Datensätzen gesammelt, die das gesamte Nervensystem abdecken, einschließlich der verschiedenen Bereiche der Hirnrinde, des Kleinhirns, der Netzhaut, des peripheren Nervensystems und der neuromuskulären Knotenpunkte.

Im Allgemeinen gibt es zwei Arten von Konnektomen: makroskopische und mikroskopische. Makroskalige Konnektomik bedeutet, dass funktionelle und strukturelle MRT-Daten verwendet werden, um große Faserbahnen und funktionelle Bereiche der grauen Substanz im Gehirn in Bezug auf den Blutfluss (funktionell) und die Wasserdiffusionsfähigkeit (strukturell) zu kartieren. Mikroskalige Konnektomik ist die Kartierung des gesamten Konnektoms kleiner Organismen mithilfe von Mikroskopie und Histologie. Das heißt, alle Verbindungen, die in ihrem zentralen Nervensystem existieren.
open_qa
de