Вчені створили найдокладніший атлас мозку. Автори дослідження пояснюють, чому це дуже важливо
Вчені представили найдокладніший атлас людського мозку у вигляді каталогу з більш ніж 3 тисяч типів клітин мозку, які відповідають за емоції, мислення, пам'ять та хвороби
Про це пишуть The Washington Post і Nature.
Ця робота є частиною ініціативи Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) з розробки інструментів та технологій для розуміння та картування людського мозку, на яку уряд США виділив 3 мільярди доларів.
Величезний клітинний атлас пропонує детальний зріз найскладнішого з відомих органів. "Це дуже важливо", – каже Ентоні Ганнан, нейробіолог з Інституту неврології та психічного здоров'я Флорі в Мельбурні, Австралія.
Раніше дослідники вже складали карту людського мозку за допомогою таких методів, як магнітно-резонансна томографія, але це перший атлас всього людського мозку на рівні однієї клітини, що показує його складні молекулярні взаємодії, додає Ганнан. "Такі атласи дійсно закладають основу для набагато кращого розуміння людського мозку".
Нейробіологиня з Нідерландів Кімберлі Сілетті та її команда заклали наріжний камінь для атласу, секвенувавши РНК понад 3 мільйонів окремих клітин зі 106 місць, що охоплюють весь мозок людини. Аналіз задокументував 461 широку категорію клітин мозку, які включають понад 3 000 підтипів.
"Я була здивована кількістю різних типів клітин", – каже Сілетті.
Нейрони – клітини мозку і нервової системи, які надсилають і приймають сигнали – дуже різняться в різних частинах мозку, що свідчить про різні функції та історії розвитку. Поєднання нейронів та інших типів клітин також відрізнялося в кожній ділянці – деякі клітини були знайдені лише в певних місцях. За словами співавтора дослідження молекулярного біолога Стена Ліннарссона зі Швеції, стовбур мозку – відносно маловивчена структура, що з'єднує головний і спинний мозок – містив особливо велику кількість типів нейронів.
"Одним з найбільших сюрпризів тут є те, наскільки неймовірно складним є стовбур мозку", – сказав він.
Дослідження показують, що типи клітин, з яких складається людський мозок, подібні до тих, що складають мозок інших приматів. Це дозволяє припустити, що саме відмінності в тому, як ці типи клітин поєднуються, і в активності лише кількох сотень генів, допомагають пояснити складні когнітивні здібності, якими володіє людина.
Статті, опубліковані в різних наукових журналах, також дають уявлення про те, як ці методи можуть бути використані для детального вивчення того, як людський мозок змінюється з часом, наскільки типовий мозок дорослої людини відрізняється один від одного і як мозок, що розвивається, стає вразливим до складних розладів, таких як аутизм і шизофренія.
Генрі Грілі, професор права Стенфордського університету, порівняв цю роботу над мозком з відправленням космічного корабля, який має облетіти іншу планету і зробити знімки.
"Чим довше ми цим займаємося, тим дивовижнішим для мене є те, що наш геном здатний виробляти таку різноманітність клітин у мозку", – сказав Сет Амент, науковий співробітник Інституту геномних наук при Медичній школі Університету Мериленду.
Дослідники вже приступили до наступного етапу проєкту, де вони намагаються створити ще повніші атласи. Наступним кроком команди буде секвенування більшої кількості клітин з усіх частин мозку. Дослідники також працюватимуть з більшою кількістю зразків тканин, щоб створити картину того, як людський мозок може змінюватися в різних популяціях і вікових групах.
