Ученые создали самый подробный атлас мозга
Международная группа ученых нанесла на карту человеческий мозг в гораздо более высоком разрешении, чем когда-либо прежде. Атлас мозга, проект стоимостью $375 млн, начатый в 2017 году, выявил более 3300 типов клеток головного мозга, что на порядок больше, чем сообщалось ранее. Исследователи имеют лишь смутное представление о том, что делают недавно открытые клетки, сообщает New York Times.
Мозг состоит из разных типов клеток. Исследователи обнаружили множество новых типов нейронов — клеток, которые используют электрические сигналы и химические вещества для обработки информации. Но нейроны составляют лишь около половины клеток мозга. Другая половина гораздо загадочнее.
Астроциты, например, питают нейроны, чтобы те могли продолжать работать должным образом. Микроглия выполняет роль иммунных клеток, атакуя чужеродных захватчиков и отсекая некоторые ветви нейронов, чтобы улучшить передачу сигналов. Исследователи также обнаружили много новых типов этих клеток.
Некоторые из идентифицированных клеток были обнаружены в слоях коры головного мозга на внешней поверхности мозга. Эта область необходима для выполнения сложных умственных задач, таких, как использование речи и построение планов на будущее.
Но новые исследования показывают, что большая часть разнообразия мозга находится за пределами коры головного мозга. Огромное количество типов клеток, обнаруженных в ходе проекта, лежат в более глубоких областях мозга, таких, как ствол мозга, ведущий к спинному мозгу.
В атласе человеческого мозга использованы передовые методы, которые ранее в основном применялись на животных.
Ученые использовали транскриптомику, которая включает в себя каталогизацию всех РНК в отдельных клетках. РНК — это генетическая молекула, которая содержит инструкции по построению белков и выполняет другие важные функции. Они также использовали эпигеномику, которая изучает химические метки, расположенные поверх ДНК и контролирующие использование генов. Отдельные исследования включали данные от сотен тысяч до миллионов клеток головного мозга.
Объединив эти методы, исследователи создали карты мозга развивающегося и взрослого человека в масштабе одной клетки, а также мозга приматов — мартышек и макак. Некоторые исследования также изучали мозг шимпанзе и горилл. Это позволило провести прямое сравнение мозга человека и нечеловеческих приматов и показало, что множество типов клеток, обнаруженных в нашем мозге, также встречаются у шимпанзе и горилл.
Предыдущие исследования предположили, что человеческий мозг может отличаться от других отчасти благодаря тому, что в нем появились новые виды клеток. Но исследователи были удивлены, обнаружив, что все типы клеток в человеческом мозге совпадают с таковыми у шимпанзе и горилл. Хотя у нас одинаковые типы клеток, генная активность этих клеток у людей и обезьян заметно различается, и это меняет то, как эти клетки работают вместе. Именно связи — то, как эти клетки «разговаривают» друг с другом — отличают нас от шимпанзе.
Несмотря на беспрецедентную детализацию, атлас человеческого мозга представляет собой первый набросок. В будущем ученые хотят расшифровать функцию недавно открытых клеток мозга, которые лежат глубоко в мозге. Они также хотят понять, как активность генов разных клеток способствует развитию неврологических заболеваний.
Ранее ученые выяснили, что клетки простейших существ поразительно похожи на нейроны. Это может раскрыть происхождение нейронов.
Посмотрите на лучшие фото макромира:
