教育新闻网马里兰州大学公园市–马里兰大学生物系助理教授Colenso Speer被美国国立卫生研究院(NIH)授予“导演新创新奖”。该奖项是该组织最具竞争性的一笔拨款，是NIH高风险，高回报研究计划的一部分。它旨在支持“特别有创造力的早期职业调查员，他们提议在生物医学，行为或社会科学领域提出具有创新性，高影响力的项目。”
Speer将获得150万美元，用于进行为期五年的大脑神经回路发育和可塑性研究。他计划创建工具和方法来研究神经回路的形成方式以及神经元之间的连接如何在分子水平上响应感官体验而变化。
Speer的研究可能会朝着绘制大脑中电路的物理布局以及理解在神经元之间传递的复杂化学信号迈出一大步。
斯佩尔说：“我很高兴获得这一奖项，并知道我们的想法受到欢迎并被认为具有创新性。” “该奖项承认不能保证成功，但取得成功的潜力非常高，这将对该领域产生变革。”
Speer研究的重点是突触中的分子活性，即大脑神经元之间的物理联系。人脑中大约一百万亿个突触中的每一个都是一个极其复杂和复杂的环境，其中多个分子处理并通过连接传递信号。这些联系随着时间而变化，通过经验变得越来越强或更弱，这个过程有助于学习和记忆。到目前为止，科学家还没有工具来精确研究突触在分子水平上的功能。
斯佩尔说：“我们在研究中有点像兔子洞，试图了解突触是如何形成并正确连接在一起的。” “我们在问，'调节突触形成和组织的分子机制是什么?'”
为了进行这项研究，Speer和他的团队将研究特定神经元和突触如何发展以将眼睛连接到大脑并实现小鼠的视觉感知。从UMD的合作者工作生物系，化学与生物化学系和细胞生物学和分子遗传学系，Speer将开发和应用来自三个广泛研究领域的一系列新技术：转录组学，蛋白质组学和超分辨率荧光显微镜。用于分析RNA的转录组学将被用于确定神经元回路细胞中的DNA如何被转录，以产生执行细胞生物学功能的新蛋白质。蛋白质组学将用于鉴定在发育的不同阶段以及对不同刺激的反应中突触中蛋白质的类型和数量的变化。超分辨率荧光显微镜将使Speer实验室的研究人员能够对脑组织内分子的物理排列进行成像，并绘制出有助于突触连接发展的RNA和蛋白质的空间组织。
“我们计划在此处应用的技术非常复杂，” Speer解释说。“我们正在处理非常微小的微妙RNA和蛋白质样品，这些样品在过程中不稳定，容易降解或丢失，因此每个步骤在技术上都具有挑战性。”
此外，研究小组还将这些方法应用于极小的目标-来自特定个体神经元的单个突触。如此高的难度，在采样或分析过程中可能会出错。但是，如果成功的话，Speer的研究可能会在一个正在发展的突触中得出第一个完整的成分清单(包括RNA和蛋白质)。它还可以提供工具，使人们充分了解潜在突触功能的分子的空间组织和电路的组织。这项工作将提供详细的分子图，显示大脑如何连接以及其如何响应不同的感觉输入而变化。
Speer说：“奖励是，我们可以在发育，衰老和疾病期间获得完整的突触分子图。” “如果我们掌握了这些信息，这将有助于我们确定可用于治疗神经精神疾病，神经发育疾病，衰老和记忆障碍以及许多其他直接受突触变化影响的认知功能的潜在基因。”
Speer在哈佛完成了博士后研究后，于2017年加入马里兰大学。他获得了博士学位。于2010年在加州大学戴维斯分校获得神经科学博士学位，并于2004年在亚利桑那州立大学获得分子生物科学/生物技术学士学位。
