Учените току-що разкриха най-големия и подробен „атлас“ на човешкия мозък, създаван някога.
Той описва подробно устройството и вътрешната работа на 3300 вида мозъчни клетки, само малка част от които са били известни на науката преди. Изследването беше публикувано в четвъртък (12 октомври) под формата на 21 нови документа публикувани в три списания: Science, Science Advances и Science Translational Medicine.
„Това не е просто атлас,“ Ед линияневролог в Института Алън за мозъчни науки и водещ автор на пет от статиите, каза MIT Technology Review. „Това наистина отваря изцяло ново поле, където вече можете да гледате с изключително висока клетъчна разделителна способност в мозъци на видове, където това обикновено не е било възможно в миналото.“
Изследването е проведено като част от проект на Националния здравен институт, известен като Изследване на мозъка чрез инициатива за развитие на иновативни невротехнологии (BRAIN) Мрежа за преброяване на клетките, или BICCN. Стартирал през 2017 г., мащабният проект има за цел да каталогизира клетките, открити в мозъците на мишки, хора и нечовекоподобни примати като маймуни.
Свързани: Най-накрая знаем защо мозъкът използва толкова много енергия
Тези клетки включват неврони, мозъчните клетки, които комуникират чрез химически и електрически съобщенияи приблизително равен брой не-невронни клетки. Тези не-невронни клетки включват глия, клас мозъчни клетки, които осигуряват структурна подкрепа, хранителни вещества и изолация на невроните, като същевременно регулират начина, по който те изпращат сигнали. Мозъкът на възрастния човек съдържа около 86 милиарда невронидават или отнемат около 8 милиарда и още около 84 милиарда от тези не-невронни клетки.
Атласът на човешкия мозък BICCN използва авангардни техники, които преди са били използвани предимно при животни, Матиа Марозостарши редактор на списание Science, пише в специалното издание публикувано в четвъртък.
Учените са използвали транскриптомика, която включва каталогизиране на цялата РНК в отделните клетки; РНК е генетична молекула, която съдържа инструкции за изграждане на протеини и изпълнява други важни функции. Те също така използваха епигеномика, която включва изследване на химически маркери, които се намират върху ДНК и контролират как могат да се използват гените. Единичните проучвания, включени в BICCN, включват данни от стотици хиляди да се милиони мозъчни клетки.
Комбинирайки тези техники, изследователите създадоха едноклетъчни карти на развиващия се и възрастния човешки мозък, както и мозъците на примати, наречени мармозетки (Калитрикс) и макаци (Макак). Някои проучвания също погледна мозъците на шимпанзетата (Пан троглодити) и горили (Горила).
Това позволи директно сравнение между човешки и нечовешки мозъци на примати и разкри, че безбройните клетъчни типове, открити в нашите мозъци, се срещат и в шимпанзетата и горилите, Ню Йорк Таймс съобщи. Но въпреки че споделяме типове клетки, генната активност на тези клетки изглежда значително различна при хората и маймуните и това променя начина, по който тези клетки работят заедно.
„Наистина връзките – как тези клетки си говорят помежду си – това ни прави различни от шимпанзетата,“ Тригве Бакенневролог от института Алън, който е работил върху изследванията на примати, каза пред Times.
Макар и безпрецедентен в своите детайли, атласът на човешкия мозък е първа чернова. В бъдеще учените искат да декодират функцията на новооткритите клетки в мозъка, много от които лежат дълбоко в мозъка, в структури като мозъчния ствол, Природата съобщи. Те също така искат да разберат как генната активност на различни клетки допринася за развитието на неврологични заболявания.
В изявление, което вървеше заедно с 21-те новопубликувани статии, Science каза: „Ако искаме да разберем какво ни прави хора и механизмите, отговорни за развитието на неврологични разстройства, първо трябва да имаме задълбочени познания за човешкия мозък в клетъчното ниво, което е точно това, което е тази колекция от документи от BICCN.“