Дослідники склали докладний опис людського мозку, коли-небудь створений, на основі тисяч різних типів клітин, з яких він складається.
Атлас клітин головного мозку людини є серією наборів даних про різні типи клітин головного мозку і про те, де вони розташовані, що дозволяє визначити цей складний орган з більш точними генетичними і молекулярними деталями, ніж будь-коли раніше.
Дані отримані із зразків, взятих у померлих дорослих та дітей, а також у ембріонів та плодів під час вагітності. Серед донорів є люди, які мають певні захворювання, і ті, у кого їх немає.
Зразки шимпанзе, горил та мавп також були включені, щоб пролити світло на еволюцію мозку.
Цей ресурс порівнюють із величезними зусиллями, вкладеними в проект «Геном людини», який призвів до численних досягнень у галузі медицини.
Він покликаний закласти основу для подальших досліджень станів, що вражають мозок, включаючи неврологічні стани, такі як хвороба Альцгеймера та Паркінсона, а також проблем психічного здоров’я, таких як депресія та шизофренія. “Якщо ви збираєтеся досліджувати нову країну, вам потрібна карта, щоб ви знали, куди йдете” , – сказав Стен Ліннарссон з Каролінського інституту в Стокгольмі, Швеція.
Попередні спроби візуалізувати мозок включали такі методи сканування, як магнітно-резонансна томографія (МРТ). Хоча сканування мозку може мати неоціненне значення для постановки медичних діагнозів людям – наприклад, шляхом виявлення пухлини головного мозку – зазвичай вони не можуть візуалізувати нічого розміром менше 1 міліметра.
Новий атлас дозволяє нам аналізувати мозок у набагато менших масштабах, визначаючи типи клітин, взяті з більш ніж 100 різних галузей мозку, залежно від виду та віку донорів.
Вже було відомо, що існує безліч різних типів клітин головного мозку або нейронів, частково тому, що вони можуть виглядати по-різному або поводитися по-різному, коли їх вирощують у чашці. Наприклад, коли більшість нейронів посилають сигнали, які запускають наступний нейрон по лінії, деякі посилають сигнали, які зупиняють спрацювання наступного нейрона.
Але було важко точно ідентифікувати безліч різних нейронів, які існують до появи методу, званого секвенування окремих клітин, близько 20 років тому.
При цьому аналізується генетичний матеріал окремої клітини, щоб побачити, які гени включені, а які вимкнені – іншими словами, які виробляє білки.
З розвитком методів секвенування окремих клітин Національний інститут охорони здоров’я США почав фінансувати дві ініціативи, які об’єдналися в набір із 24 статей.
Перша ініциатива була спрямована на проведення «перепису» клітин головного мозку, що складається з докладного опису різних типів клітин в людському мозку на основі того, які з їх генів активні. Друге завдання полягало в тому, щоб точно визначити, де саме в мозку знаходяться ці типи нейронів, щоб створити клітинний атлас мозку – хоча на даний момент він існує тільки у вигляді величезного набору баз даних, а не єдиної бази даних. Візуальне уявлення.
Ліннарссон брав участь у кількох проектах, у тому числі у проведенні секвенування окремих клітин 105 анатомічних ділянок мозку чотирьох дорослих людей. У ході проекту було виявлено 3313 різних типів клітин мозку.
Вже починають з’являтися деякі відомості про різні захворювання. “Є роботи від генетиків, які відображають усі гени захворювань головного мозку в нашому атласі”, – говорить Ліннарссон. “Там обов’язково будуть ідеї”.
“Існує величезний стимул для розуміння функцій мозку не тільки тому, що це таке інтригуюче питання, а й тому, що він може призвести до розробки методів лікування”, – говорить Арнольд Крігштейн з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско.
Вчені зазначають, що в майбутньому дослідники, можливо, зможуть використовувати ці інструменти для вивчення активності клітин та ланцюгів, що є основою складного пізнання та поведінки. Це не тільки розширить знання про здоровий мозок, але також може призвести до нових методів лікування захворювань головного мозку.
