뇌의 여러 부분 사이의 정보 흐름 방향은 단일 뉴런에 의해 조정됩니다. 뉴런은 세포체, 들어오는 정보를 받는 수상돌기, 다른 뉴런 세포에 정보를 보내는 눈에 띄는 축삭으로 구성됩니다. 축색돌기 끝에 있는 시냅스는 근위 뉴런 세포의 수상돌기와 연결을 형성합니다 탕정 병원.
뉴런 추적 실험 에서 화합물은 뇌 조직에 주입됩니다. 이 화합물은 세포 내의 적용 부위에서 확산되어 수상돌기 및 축삭 확장을 포함한 개별 뉴런의 형태를 관찰하는 데 도움이 됩니다. 가장 중요한 것은 뉴런과 다른 먼 뇌 사이의 연결 영역입니다. 어떤 두뇌 영역이 서로 통신하고 어떻게 통신하는지(즉, 신호가 어디서 왔는지, 신호가 무엇을 의미하는지) 이해하기 위해 정보 흐름 방향으로 뉴런의 개요를 설명하는 화합물을 추적하는 것이 좋습니다. 전행성 추적은 세포체에서 축색돌기 끝까지 뉴런의 윤곽을 그립니다. 역행 추적은 축색돌기 끝에서 세포체까지 반대 방향으로 뉴런의 윤곽을 그립니다.
전행성 및 역행성 추적은 뉴런의 기존 수송 경로를 활용합니다. 전행성 수송은 일반적으로 미토콘드리아와 같은 소기관, 액틴 및 미오신과 같은 거대분자, 전달물질 합성을 위한 효소를 수송하는 데 사용됩니다. 역행 수송은 세포내 흡수된 물질이나 분해를 위한 표적 분자를 수송하는 데 사용됩니다. 이 두 경로는 또한 수송을 촉진하기 위해 서로 다른 세포골격 메커니즘을 사용합니다. 역행 수송은 다이네인에 의존하는 반면, 전행 수송은 키네신에 의존합니다. 다양한 형태의 역행 및 전행 수송의 다양한 속도는 여러 병렬 메커니즘이 존재함을 나타냅니다.
바이러스 벡터 기술의 출현으로 신경 연결을 연구하는 새로운 방법이 개발되었습니다. 이러한 방법은 신경독성이 적고 다른 신경과학 방법(예: 전기생리학적 기록)과 더 잘 호환됩니다. 이러한 방법의 기원은 뉴런 내에서 감염, 지속 및 이동하고 시냅스 연결을 통해 확산될 수도 있는 자연 발생 바이러스입니다. 가장 유명한 것은 광견병 바이러스(RABV)로, 말초 감염 부위에서 중추신경계로 역행적으로 이동해 복제, 확산, 신경 독성을 유발하므로 제때 치료하지 않으면 치명적이다. 단순 포진 바이러스(HSV)도 뉴런을 통해 이동하여 복제할 수 있으며 이를 통해 여러 시냅스 연결로 퍼집니다. 이러한 바이러스를 사용하여 신경 연결을 표시하면 바이러스의 지속적인 복제로 인해 대부분의 신경 세포가 초과 근무로 표시됩니다. 이는 유용하지만 레이블이 지정된 뉴런이 너무 많으면 네트워크 연결을 정확하게 매핑하기 어려울 수 있습니다.
AAV 벡터는 뇌 연구에서의 우수한 특성과 신경 세포에 유전 물질을 도입하는 능력으로 인해 한동안 신경과학자에 의해 널리 사용되었습니다. AAV 게놈은 단일 가닥 DNA 분자이며 AAV 벡터는 복제에 결함이 있습니다(즉, 천연 RABV 또는 HSV만큼 쉽게 세포 간에 퍼질 수 없습니다). AAV는 렌티바이러스와 같은 막 외피를 갖고 있지 않지만 바이러스 단백질 VP1, VP2 및 VP3으로 구성된 캡시드에 포함되어 있습니다. 현재까지 캡시드 단백질을 다르게 만들기 위해 자연적으로 또는 유전적으로 조작된 수백 가지 변종 또는 혈청형이 발견되었습니다.