Mozgový atlas: Ambiciózny výskum by mohol viesť k novému chápaniu demencie

Odhadovaný čas čítania: 3-4 minúty

WASHINGTON – Skúmaním ľudského mozgu na bunkovej úrovni podrobnejšie ako kedykoľvek predtým vedci identifikovali obrovské množstvo typov buniek – viac ako 3 300 – ktoré obývajú náš najzložitejší orgán, čím vytvorili atlas, ktorý môže pomôcť určiť bunkový základ neurologických ochorení. choroby. A poskytuje prístup k novej lekárskej vede.

Ambiciózny výskum odhalený vo štvrtok tiež skúmal podobnosti a rozdiely medzi mozgami ľudí a iných primátov – šimpanzov, goríl, opíc rhesus a kosmáčov – a objasnil niektoré z faktorov, ktoré nás odlišujú od našich evolučných príbuzných a čo nás skutočne robí. človek.

Práca, prezentovaná v 21 štúdiách publikovaných v Science a dvoch ďalších časopisoch, bola podporená americkým vládnym konzorciom Cell Census Network Consortium National Institutes of Health Brain Initiative.

Ľudský mozog je komplexný, pokiaľ ide o jeho užitočnosť – vnímanie, pohyb, čítanie, písanie, rozprávanie, myslenie a mnohé ďalšie – a jeho bunkovú rozmanitosť.

Neuróny – alebo nervové bunky – sú základnými jednotkami mozgu, ktoré prijímajú zmyslové vstupy, posielajú príkazy svalom a poskytujú elektrické signály. Mozog obsahuje približne 100 miliárd neurónov a ešte viac neneurónových buniek. Všetky sú usporiadané do stoviek rôznych mozgových štruktúr, ktoré riadia spektrum funkcií.

Výskum identifikoval 3 313 typov buniek, čo je asi 10-krát viac, ako sa predtým vedelo, a tiež zmapoval ich regionálnu distribúciu v mozgu, vrátane celej sady génov používaných každým typom buniek.

„Atlas mozgových buniek ako celok poskytuje bunkový substrát pre všetko, čo môžeme ako ľudia robiť,“ povedal jeden z výskumníkov neurológ Ed Lein z Allen Institute for Brain Science so sídlom v Seattli.

Rôzne typy buniek majú rôzne vlastnosti a je pravdepodobné, že budú inak ovplyvnené chorobou, povedal Lein.

Jedným prekvapením bolo, že bunková diverzita sa sústreďovala v evolučne starých častiach mozgu – strednom mozgu a zadnom mozgu – a nie v neokortexe, ktoré boli zodpovedné za vyššie kognitívne funkcie vrátane učenia, rozhodovania, zmyslového vnímania, pamäte a jazyka.

Neurologické ochorenia ako Alzheimerova, Parkinsonova a amyotrofická laterálna skleróza sú najviac nevyliečiteľné.

„Väčšina mozgových chorôb stále nemá žiadny liek alebo liečbu,“ povedal Lain a tento atlas slúži ako základ pre urýchlenie pokroku v porozumení podrobného bunkového základu choroby a zameranie sa na ďalšie generácie terapeutík. Musí fungovať.“

Výskumníci zmapovali génové prepínače a typy mozgových buniek spojené s Alzheimerovou chorobou – najbežnejším typom demencie – a rôznymi neuropsychiatrickými poruchami vrátane schizofrénie, bipolárnej poruchy a veľkej depresie.

Potvrdili spojenie medzi mikrogliovými bunkami – typom imunitných buniek v mozgu – a Alzheimerovou chorobou a odhalili spojenie medzi určitými typmi mozgových neurónov a schizofréniou, vážnou duševnou chorobou, ktorá sa vyznačuje odpojením od reality.

Okrem toho vedci hľadali vlastnosti špecifické pre človeka porovnaním časovej kôry u ľudí a našich najbližších žijúcich evolučných príbuzných, šimpanzov a goríl – oblasť neokortexu spojená s porozumením jazyka, okrem iných vyšších kognitívnych funkcií.

Zatiaľ čo bunková organizácia bola podobná, zistilo sa, že niektoré gény fungujú inak u ľudí ako u ostatných dvoch druhov, z ktorých niekoľko sa podieľalo na neuronálnej konektivite.

„To znamená, že u ľudí sa vyskytli zrýchlené špecializácie kortikálnych neurónov, ktoré môžu prispieť k rozdielom vo funkcii kortikálneho okruhu a našich špecifických kognitívnych schopnostiach,“ povedal Trygve Bakken, neurológ z Allenovho inštitútu.

Lain povedal, že tieto molekulárne modifikácie, ktoré sa vyskytujú v určitých typoch buniek u ľudí v porovnaní so šimpanzmi a gorilami, pravdepodobne ovplyvňujú to, „ako sa spájajú – alebo plasticitu týchto spojení – a sú kľúčovou súčasťou toho, čo robí ľudský mozog jedinečným.“ časť.“

Vedci sa tešia na dlhú cestu vo výskume mozgu.

„Sme len na začiatku charakterizácie zložitosti ľudského mozgu,“ povedal jeden z výskumníkov, Bing Ren, riaditeľ Centra epigenomiky Kalifornskej univerzity v San Diegu. „Na úplné pochopenie rozmanitosti, variability a funkcie štruktúry a funkcie mozgu je potrebné oveľa viac práce.“

najnovšie vedecké príbehy