Мозъчен атлас: Амбициозното изследване може да доведе до ново разбиране за деменцията

Очаквано време за четене: 3-4 минути

ВАШИНГТОН — Изследвайки човешкия мозък на клетъчно ниво по-подробно от всякога, учените са идентифицирали огромен набор от типове клетки — над 3300 — населяващи нашите най-сложни органи, създавайки атлас, който може да помогне да се определи клетъчната основа на неврологичните заболявания. и улесняване на нови лечения.

Амбицията, разкрита в четвъртък, също изследва приликите и разликите между мозъците на хората и други примати – шимпанзета, горили, маймуни резус и маймуни – подчертавайки някои от факторите, които ни отделят от нашите еволюционни роднини и ни правят истински хора.

Тази работа е представена в 21 проучвания, публикувани в Science и две други списания, и е подкрепена от консорциума Cell Count Network на Инициативата BRAIN на правителството на САЩ.

Човешкият мозък е сложен както по отношение на своята полезност – усещане, движение, четене, писане, говорене, мислене и много повече – така и по отношение на клетъчното си разнообразие.

Нервните клетки – или нервните клетки – са основните единици на мозъка, които получават сензорни данни, предават команди на мускулите и предават електрически сигнали по пътя. Мозъкът се състои от около 100 милиарда неврони, в допълнение към по-голям брой неневронни клетки. Всички те са организирани в стотици отделни мозъчни структури, които управляват набор от функции.

Изследването идентифицира 3313 клетъчни типа, близо 10 пъти повече от известното досега, както и пълния набор от гени, използвани от всеки клетъчен тип, докато картографира тяхното регионално разпределение в мозъка.

„Атласът на мозъчните клетки като цяло осигурява клетъчния субстрат за всичко, което можем да направим като хора“, каза неврологът Ед Лин от базирания в Сиатъл Институт за мозъчни науки Алън, един от изследователите.

Различните типове клетки имат различни характеристики и е вероятно да бъдат засегнати по различен начин при заболяване, каза Лин.

Една изненада беше, че клетъчното разнообразие беше концентрирано в еволюционно по-старите части на мозъка – междинния и задния мозък – а не неокортекса, който е отговорен за по-високи когнитивни функции, включително учене, вземане на решения, сетивно възприятие, памет и език.

Болестите, свързани с мозъка, като болестта на Алцхаймер, болестта на Паркинсон и амиотрофичната латерална склероза, са сред най-нелечимите заболявания.

„Повечето мозъчни заболявания все още нямат лечение или дори се лекуват и този атлас трябва да служи като основа за ускоряване на напредъка в разбирането на подробната клетъчна основа на заболяването и насочване към бъдещи поколения терапии“, каза Лин.

Изследователите са картографирали генетичните превключватели и типовете мозъчни клетки, свързани с болестта на Алцхаймер – най-често срещаният тип деменция – и различни неврологични и психиатрични разстройства, включително шизофрения, биполярно разстройство и голяма депресия.

Те потвърдиха връзката между микроглията – вид имунна клетка в мозъка – и болестта на Алцхаймер и разкриха връзка между определени видове нервни клетки в мозъка и шизофренията, тежко психично заболяване, характеризиращо се с прекъсване на връзката с реалността.

В допълнение, изследователите са търсили специфични за човека черти чрез сравняване на темпоралния кортекс – област от неокортекса, свързана с разбирането на езика, наред с други висши когнитивни функции – при хората и нашите най-близки еволюционни роднини, като шимпанзета и горили.

Въпреки че клетъчната организация е подобна, някои гени функционират по различен начин при хората, отколкото при другите два вида, включително няколко гена, участващи в невронната комуникация.

„Това означава, че има ускорени специализации на кортикалните неврони при хората, които могат да допринесат за разликите във функцията на кортикалните вериги и нашите различни когнитивни способности“, каза Тригве Бакен, невролог от Института Алън.

Лин добави, че тези молекулярни модификации, които се появяват в определени типове клетки при хората в сравнение с шимпанзетата и горилите, вероятно влияят върху това как те се „свързват заедно – или гъвкавостта на тези връзки – и може да са важна част от това, което прави човешкия мозък специален“.

Учените очакват да извървят дълъг път в изследването на мозъка.

„Ние едва започваме да определяме сложността на човешкия мозък“, каза един от другите изследователи, Пинг Рен, директор на Центъра за епигенетика на Калифорнийския университет в Сан Диего. „Необходима е повече работа, за да се разбере напълно многообразието, многообразието и функцията на мозъчната структура и функция.“

×

Най-новите научни истории