分层辅导计划 鲸鱼异常大的大脑中有大量的神经元 Lisa Noelle Cooper博士，NEOMED解剖学和神经生物学副教授

注意：任何被选中参加这个项目的学生将负责自己提供前往东北俄亥俄医科大学（NEOMED）的交通。

摘要：在哺乳动物中，海豚和白鲸的大脑尺寸相对于身体尺寸而言较大。然而，人们对这些大脑的组成知之甚少。为了增加我们对构成陆地和海洋哺乳动物大脑的不同细胞的了解，本研究旨在建立对回声定位和敏捷的白鲸与缓慢移动和非回声定位的弓头鲸大脑中神经元数量的基本了解。这项研究将使用荧光标记对两种动物大脑中的神经元进行染色。将使用共聚焦显微镜计算神经元的数量。我们假设这两种动物的小脑的神经元密度大致相等，但白鲸大脑皮层的神经元密度会更高。研究结果将与已发表的陆生哺乳动物（即蝙蝠、大象、食肉动物和有蹄类动物）神经元密度的报告进行比较。我们希望我们的研究结果将有助于对鲸类动物大脑结构的批判性理解，并阐明水生和陆生哺乳动物大脑的进化。

鲸目动物（鲸鱼、海豚和鼠海豚）的大脑在哺乳动物中是不寻常的，因为它们处理不同的运动和感觉信息。我们认为水生生物已经改变了大脑功能。迄今为止，对鲸类动物大脑的比较研究表明，海豚及其近亲的大脑体积大幅增加，但须鲸的大脑体积与陆地哺乳动物的大脑体积保持相似。理解大脑结构的关键在于理解大脑的细胞结构。这项研究将通过量化脑容量大的白鲸和脑容量小的弓头鲸大脑中的细胞类型来增加我们对进化起源的理解。通过比较神经元数量，我们的数据将阐明一些鲸类动物的大大脑是神经元数量增加的结果，还是支持神经胶质细胞的结果，或者两者兼而有之。这些北极物种的新鲜组织非常罕见。

我们的贡献有望进一步了解与陆地哺乳动物相比，回声定位和非回声定位的鲸鱼大脑的独特结构。我们的贡献将是重要的，因为这些数据将有助于对导致现代鲸鱼大脑尺寸扩大的细胞进化进行细致入微的理解。我们的研究结果也有可能垂直地推进我们对哺乳动物大脑中与新栖息地生活相关的神经可塑性的理解。

研究人员将接受培训，参与项目研究的每个阶段，包括标本制备和分析。一头白鲸和弓头鲸的大脑是固定的。大脑将被切成5克的切片，然后这些切片将被均匀化，染色，并计数神经元。DAPI染色染色所有细胞核，抗neun抗体染色神经元。该协议已在pi实验室建立。使用共聚焦显微镜，我们将在两个类群的同源区域中计数阳性DAPI和抗neun核的数量。我们的零假设是，两只鲸鱼的神经元密度是相似的。如果白鲸的小脑有更大的神经元密度，这可能与它灵活的游泳方式有关，而不是缓慢移动的弓头鲸。无论结果如何，我们的发现将为未来量化两个分类群之间的总脑神经元计数奠定基础。我们期望小脑的工作将是几篇出版物中的第一篇。