Garden in the brain: Connecting link
뇌 속 정원 : 연결 고리

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Chaehyun Yook
육채현

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Center for Synaptic Brain Dysfunctions
시냅스 뇌질환 연구단

Reminiscent of a night forest with wild flowers, this figure shows intermingled structures in a mouse brain, connected to each other by synapses. Synapse is a structure that connects individual neuron and transmits neuronal activity, forming circuits in a complex neural network. Because of their sheer abundance and tiny size, visualizing synapses together with neuronal process structures necessitates specialized labeling strategies in light microscopy. This figure shows ⁰¹⁾a confocal image of medial prefrontal cortex (mPFC) of Fmr1 knock out mouse, a mouse model for autism and intellectual disability, labeled by mGRASP, a labeling technique to visualize a synapse with its pre- and post-synaptic neurons. Synapses are located at the interface of pre- and post-synaptic neuronal processes, whose cell bodies are located in the deep layer. From this image, we can examine synapse distribution of local circuits of Fmr1-KO mPFC, and infer a connectivity correlation of neurological disorders.

연못과 담쟁이류의 식물들, 이름 모를 들꽃들이 정원을 가득 채우고 있다. 숲속의 밤 풍경을 연상시키는 이 이미지는 놀랍게도 생쥐의 전전두엽의 피질을 촬영한 것이다. 복잡한 신경망과 회로를 만드는 시냅스는 각각의 신경세포들을 연결시켜 신경전달을 일으킨다. 시냅스는 크기가 작고 수가 매우 많아 광학현미경으로 관찰하려면 특별한 표지 방법이 필요하다. 위 작품은 시냅스가 연결하는 신경세포들과 시냅스를 동시에 표지할 수 있는 mGRASP 기술을 이용해 자폐증과 지적장애 모델 생쥐인 Fmr1 유전자 결손 생쥐의 내측 ⁰¹⁾전전두엽 피질을 관찰한 결과다. 시냅스들은 시냅스 전 신경세포와 시냅스 후 신경세포의 신경세포돌기의 접점에 위치해 있고 세포체들은 피질 깊은 곳에 위치해 있다. 본 작품의 이미지를 통해 Fmr1 유전자 결손 생쥐의 전두엽 피질 내부 회로의 시냅스 분포를 조사하고, 신경 질환들과 관련된 연결망 특성에 대해 유추할 수 있다.

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Copyright
Center for Synaptic Brain Dysfunctions

01) The prefrontal cortex of a mouse plays a comprehensive role in cognition, much like human’s. Active research is ongoing to study its role and functions involved in learning, memory, emotion control, and decision-making.
생쥐의 전전두엽 피질은 사람과 마찬가지로 뇌의 인지 기능 전반에 걸친 역할을 담당한다. 학계에선 특히 학습과 기억, 감정 조절, 의사 결정 기능과 전전두엽 피질의 역할을 활발히 연구하고 있다.