Создан первый подробный атлас клеток головного мозга млекопитающих

МОСКВА, 6 окт — РИА Новости. Рабочая группа проекта по созданию карты активности мозга BRAIN Initiative сообщила о завершении этапа переписи всех клеток моторной коры головного мозга млекопитающих. На основе исследований мозга мышей, обезьян и человека создан самый подробный на сегодняшний день атлас, включающий все типы клеток мозга. В работе приняли участие более 250 ученых из 45 учреждений с трех континентов. Результаты опубликованы в виде 17 статей специального выпуска журнала Nature.

Проект BRAIN Initiative реализуется с 2013 года под эгидой Национальных институтов здравоохранения США (NIH). Его часть под названием BRAIN Initiative Cell Census Network (BICCN) посвящена составлению Атласа типов клеток и анатомической нейронной схемы первичной моторной коры головного мозга млекопитающих как основы для глубокого изучения типов клеток остальной части мозга млекопитающих. Первичная моторная кора — области мозга, ответственная за движения, совершаемые группами мышц.

Человеческий мозг состоит из миллиардов специализированных клеток — нейронов, которые образуют триллионы связей, называемых синапсами. Разные типы нейронов влияют на разные функции мозга, однако точные количественные оценки нейронов различных типов до сих пор отсутствовали. Атлас объединяет информацию о молекулярных, пространственных, морфологических, связных и функциональных особенностях различных типов мозговых клеток у мышей, обезьян и людей.

Исследователи обнаружили, что клетки моторной коры организованы в отдельные подтипы с несколькими уровнями иерархии. Всего, основываясь на генетическом профиле и расположении в головном мозге, авторы выделили 25 подтипов клеток.

"Хотя у всех людей одна и та же общая структура мозга, различные факторы окружающей среды и генетические факторы определяют то, как наш мозг развивается и функционирует. Другими словами, мозг каждого человека отражает его уникальное происхождение и жизненный опыт. Полный учет всех типов клеток, из которых состоит мозг, их характеристик и того, как они различаются от человека к человеку, имеет решающее значение для понимания того, что делает нас людьми", — пишут ученые в сопроводительной статье.

Кроме того, по мнению авторов, созданный атлас стал важным шагом к пониманию возникновения таких заболеваний, как шизофрения, наркомания, судорожные расстройства и болезнь Альцгеймера, и разработке методов их лечения.

"Существует острая необходимость в разработке методов лечения заболеваний головного мозга. Исследования, проводимые в рамках BICCN, предоставят ученым инструменты, позволяющие точно определять типы клеток и нейронные сети и лечить расстройства, влияющие на мышление, память, настроение и движения, с помощью геномной терапии", — приводятся в пресс-релизе NIH слова одного из участников исследования доктора Уолтера Корошеца (Walter Koroshetz), директора Национального института неврологических расстройств и инсульта.

Авторы отмечают, что создание атласа стало возможным благодаря появлению за последние десять лет новых методов, позволивших перейти от изучения физических характеристик клеток к анализу молекулярных особенностей, лежащих в основе функционирования клеток. Данные, которые легли в основу атласа, получены на основе исследований транскриптома — полного набора считываний генов в клетке, который содержит инструкции по созданию белков и других клеточных продуктов, и эпигенома — набора химических модификаций ДНК клетки, который определяет способ выражения генетической информации.