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 – obývajúcich naše najzložitejšie orgány, čím vytvorili atlas, ktorý môže pomôcť určiť bunkový základ neurologických ochorení. choroby. a uľahčenie nových liečebných postupov.

Ambícia odhalená vo štvrtok tiež skúmala podobnosti a rozdiely medzi mozgami ľudí a iných primátov – šimpanzov, goríl, opíc rhesus a ľudoopov – a zdôraznila niektoré z faktorov, ktoré nás oddeľujú od našich evolučných príbuzných a robia z nás skutočne ľudí.

Táto práca bola prezentovaná v 21 štúdiách publikovaných v Science a dvoch ďalších časopisoch a bola podporená konzorciom Cell Count Network konzorcia americkej vlády BRAIN Initiative.

Ľudský mozog je zložitý, pokiaľ ide o jeho užitočnosť – vnímanie, pohyb, čítanie, písanie, hovorenie, myslenie a ďalšie – a tiež svoju bunkovú rozmanitosť.

Nervové bunky – alebo nervové bunky – sú základnými jednotkami mozgu, ktoré prijímajú zmyslové vstupy, prenášajú príkazy do svalov a prenášajú elektrické signály. Mozog pozostáva z približne 100 miliárd neurónov, okrem väčšieho počtu neneurónových buniek. Všetky sú usporiadané do stoviek rôznych mozgových štruktúr, ktoré riadia celý rad funkcií.

Výskum identifikoval 3 313 typov buniek, čo je takmer 10-krát viac, ako bolo predtým známe, ako aj celý súbor génov používaných každým typom buniek pri mapovaní ich regionálnej distribúcie v mozgu.

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

Rôzne typy buniek majú odlišné vlastnosti a pravdepodobne budú pri chorobe ovplyvnené odlišne, povedal Lin.

Jedným prekvapením bolo, že bunková diverzita sa sústreďovala v evolučne starších častiach mozgu – strednom mozgu a zadnom mozgu – a nie v neokortexe, ktorý je zodpovedný za vyššie kognitívne funkcie vrátane učenia, rozhodovania, zmyslového vnímania, pamäte a jazyka.

Choroby súvisiace s mozgom, ako je Alzheimerova choroba, Parkinsonova choroba a amyotrofická laterálna skleróza, patria medzi najviac nevyliečiteľné choroby.

„Väčšina mozgových chorôb stále nemá žiadny liek alebo dokonca vyliečenie a tento atlas by mal slúžiť ako základ pre urýchlenie pokroku v porozumení podrobného bunkového základu choroby a zameranie sa na budúce generácie terapií,“ povedal Lin.

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

Potvrdili súvislosť medzi mikrogliou – typom imunitnej bunky v mozgu – a Alzheimerovou chorobou a odhalili súvislosť medzi určitými typmi nervových buniek v mozgu a schizofréniou, vážnou duševnou chorobou, ktorá sa vyznačuje odpojením od reality.

Okrem toho vedci hľadali črty špecifické pre človeka porovnaním časovej kôry – oblasti neokortexu spojenej s porozumením jazyka, okrem iných vyšších kognitívnych funkcií – u ľudí a našich najbližších evolučných príbuzných, ako sú šimpanzy a gorily.

Zatiaľ čo bunková organizácia bola podobná, zistilo sa, že niektoré gény fungujú inak u ľudí ako u ostatných dvoch druhov, vrátane niekoľkých génov zapojených do nervovej komunikácie.

„To znamená, že existujú zrýchlené špecializácie kortikálnych neurónov u ľudí, ktoré môžu prispieť k rozdielom vo funkcii kortikálneho okruhu a našich odlišných kognitívnych schopnostiach,“ povedal Trygve Bakken, neurológ z Allen Institute.

Lin dodal, že tieto molekulárne modifikácie, ktoré sa vyskytli v špecifických typoch buniek u ľudí v porovnaní so šimpanzmi a gorilami, pravdepodobne ovplyvňujú to, ako sa „spájajú – alebo flexibilitu týchto spojení – a môžu byť dôležitou súčasťou toho, čo robí ľudský mozog výnimočným“.

Vedci očakávajú, že vo výskume mozgu bude dlhá cesta.

„Len začíname určovať zložitosť ľudského mozgu,“ povedal jeden z ďalších výskumníkov Ping Ren, riaditeľ Centra epigenetiky Kalifornskej univerzity v San Diegu. „Je potrebné viac práce na úplné pochopenie rozmanitosti, rozmanitosti a funkcie štruktúry a funkcie mozgu.“

×

Najnovšie vedecké príbehy