Атлас мозку: амбітні дослідження можуть привести до нового розуміння деменції

Орієнтовний час читання: 3-4 хвилини

ВАШИНГТОН. Досліджуючи людський мозок на клітинному рівні детальніше, ніж будь-коли раніше, вчені визначили величезну кількість типів клітин — понад 3300 — які населяють наші найскладніші органи, створивши атлас, який може допомогти визначити клітинну основу неврологічних захворювань. хвороби. та полегшення нових методів лікування.

Амбіція, оприлюднена в четвер, також вивчала подібності та відмінності між мозком людини та інших приматів — шимпанзе, горил, макак-резусів і людиноподібних мавп — підкреслюючи деякі фактори, які відокремлюють нас від наших еволюційних родичів і роблять нас справді людьми.

Ця робота була представлена в 21 дослідженні, опублікованому в Science та двох інших журналах, і була підтримана Консорціумом мереж підрахунку клітин урядової ініціативи BRAIN Initiative США.

Людський мозок складний як у своїй корисності — сприйняття, рух, читання, письмо, мовлення, мислення тощо, — так і в клітинному розмаїтті.

Нервові клітини – або нервові клітини – є основними одиницями мозку, які приймають сенсорні дані, передають команди м’язам і передають електричні сигнали по дорозі. Мозок складається з приблизно 100 мільярдів нейронів, на додаток до більшої кількості ненейрональних клітин. Усі вони організовані в сотні різних структур мозку, які керують низкою функцій.

Дослідження ідентифікувало 3313 типів клітин, майже в 10 разів більше, ніж було відомо раніше, а також повний набір генів, які використовуються кожним типом клітин, відображаючи їх регіональний розподіл у мозку.

«Атлас клітин мозку в цілому забезпечує клітинний субстрат для всього, що ми можемо робити як люди», — сказав один із дослідників, нейробіолог Ед Лін з Інституту науки про мозок Аллена в Сіетлі.

Різні типи клітин мають відмінні характеристики і, ймовірно, по-різному впливають на хворобу, сказав Лін.

READ NASA може модифікувати Artemis III, щоб мати можливість стикувати Starship і Orion на низькій навколоземній орбіті

Одним із сюрпризів було те, що клітинна різноманітність була зосереджена в еволюційно старих частинах мозку — середньому та задньому мозку — а не в неокортексі, який відповідає за вищі когнітивні функції, включаючи навчання, прийняття рішень, сенсорне сприйняття, пам’ять і мову.

Захворювання, пов’язані з мозком, такі як хвороба Альцгеймера, хвороба Паркінсона та бічний аміотрофічний склероз, є одними з найбільш невиліковних захворювань.

«Більшість захворювань мозку досі не виліковуються або навіть лікуються, і цей атлас має слугувати основою для прискорення прогресу в розумінні детальної клітинної основи захворювання та орієнтації на майбутні покоління терапії», — сказав Лін.

Дослідники відобразили генетичні перемикачі та типи клітин мозку, пов’язані з хворобою Альцгеймера – найпоширенішим типом деменції – та різними неврологічними та психіатричними розладами, включаючи шизофренію, біполярний розлад і велику депресію.

Вони підтвердили зв’язок між мікроглією – типом імунних клітин у мозку – та хворобою Альцгеймера, а також виявили зв’язок між певними типами нервових клітин у мозку та шизофренією, важким психічним захворюванням, яке характеризується відривом від реальності.

Крім того, дослідники шукали характерні для людини риси, порівнюючи скроневу кору — область неокортекса, пов’язану з розумінням мови серед інших вищих когнітивних функцій — у людей та наших найближчих еволюційних родичів, таких як шимпанзе та горили.

Хоча клітинна організація була подібною, було виявлено, що деякі гени функціонують інакше у людей, ніж у двох інших видів, включаючи кілька генів, залучених до нейронної комунікації.

«Це означає, що існує прискорена спеціалізація кортикальних нейронів у людей, що може сприяти відмінностям у функції кортикального контуру та наших чітких когнітивних здібностях», — сказав Тригве Баккен, нейробіолог з Інституту Аллена.

READ NASA will launch its gigantic SLS rocket on the moon in its final "green operation" test this month

Лін додав, що ці молекулярні модифікації, які відбуваються в певних типах клітин у людей порівняно з шимпанзе та горилами, ймовірно, впливають на те, як вони «з’єднуються між собою — або на гнучкість цих зв’язків — і можуть бути важливою частиною того, що робить людський мозок особливим».

Вчені очікують, що в дослідженні мозку ще потрібно пройти довгий шлях.

«Ми тільки починаємо визначати складність людського мозку», — сказав один із інших дослідників, Пінг Рен, директор Центру епігенетики Каліфорнійського університету в Сан-Дієго. «Потрібна додаткова робота, щоб повністю зрозуміти різноманіття, розмаїття та функції структури та функції мозку».