家禽科学家开发3D解剖技术以了解更多关于鸡视觉的信息

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。

该研究论文题为“使用3D重建绘制鸟类视觉顶盖通路”，发表在《比较神经学杂志》上。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WayneKuenzel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。”

ParkerStraight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Kuenzel于1988年首次出版的鸡脑解剖结构。

PaulGignac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通路，因此应该能够更快、也许更持久地学习整个通路。”

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无线电波，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可能由于其成本或可用性而不会考虑使用MRI。”

为什么这很重要

Straight表示，3D扫描的混合方法可用于大规模研究神经生物学，例如大脑区域形态学，也可用于更详细的研究，例如观察单个神经通路。该技术潜在用途的一个例子包括评估疾病不同阶段的变化或病变模式。

他说，其他例子可能包括在不切断连接的情况下进行长距离神经元追踪，以及比较结构差异及其与不同行为模式的关系。

“关于如何证明这种方法对研究有益，这个清单相当长，”斯特雷特说。“我希望这项研究能够促进使用3D方法对动物神经生物学进行更多研究，以及它与人类神经生物学的比较。”

斯特雷特指出，如果研究人员想要实现他们所使用的精确成像流程，就必须对这只鸟实施安乐死。然而，成像方法的diceCT部分可以在活体动物身上进行，如果它们有足够的镇静剂，以便研究人员可以捕获干净的3D扫描。

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