Powstała pierwsza neuronowa mapa mózgu ssaka

?Kwestia połączeń w mózgu jest ważnym tematem? - zauważa Hongkui Zeng, dyrektor ds. badań naukowych w Allen Institute for Brain Science w Seattle. ?Nie możemy jednak połączyć indywidualnych badań, ponieważ każde z nich skoncentrowały się na innych obszarach mózgu. Teraz jest czas dla nas, aby w sposób systematyczny wygenerować kompleksową mapę, wspomagając się postępem w technologii przetwarzania obrazu i postępem mocy obliczeniowej."

Etap 1 - mysz

Mapa mózgu autorstwa grupy Zenga jest pierwszą, wyszczególniającą połączenia neuronowe w mózgu ssaka (myszy). Naukowcy zajmujący się modelami chorób mogą od teraz porównywać mapę neuronową mózgu ssaka do mózgów, które są uszkodzone- w celu obserwacji wpływu różnych warunków na połączenia neuronowe. To może otworzyć nowe możliwości w badaniach nad Parkinsonem, chorobą Alzheimera, autyzmem, schizofrenią i innymi zaburzeniami mózgowymi. Mapa może również wspomóc grupy badaczy, zajmujące się funkcjonowaniem konkretnych obszarów mózgu- dając im obraz połączeń między tymi rejonami. Wyniki badań wspomagają również pracę osób, skupiających się na budowie modeli obliczeniowych mózgu: przybliżając działanie sieci połączeń mózgowych. Warto jednak zwrócić uwagę na fakt, że mózgi ludzi i myszy są podobnie zbudowane, jednak różni je zarówno rozmiar, jak i możliwości. ?Z około 86 miliardami neuronów, mózg ludzki zawiera ich ponad 1000 razy więcej niż mózg myszy. Nasze mózgi są również 2000 razy większe.? Mówi Zeng. Analiza obwodów mózgu i nerek zazwyczaj zaczynają się od modeli gryzoni i zostaje rozszerzona do modelu ludzkiego. Zespół przykłada się do przeniesienia badań na ludzi.

Etap 2 - człowiek

Kolejne badania skupiły się na genetyce rozwijającego się ludzkiego mózgu. Skonstruowano kolejną mapę, wskazującą obszary, w których niektóre geny zostały wyłączone, zaburzając rozwój mózgu w trakcie życia płodowego. Badania zawierały dane z BrainSpan Atlas of the Developing Human Brain, zajmującego się wpływem ekspresji genów w mózgu na wszystkie etapy rozwoju człowieka (w tym dorosłość). Wykorzystano mózgi czterech zmarłych płodów, w wieku 15 do 21 tygodnia ciąży. ?Właśnie w tym okresie powstają zaburzenia rozwoju układu nerwowego, prowadzące do np. autyzmu? tłumaczy dr. Lein. Po prześledzeniu genów, odpowiedzialnych za autyzm, naukowcy doszli do wniosku, że są one zazwyczaj szczególnie aktywne w nowo powstałych neuronach w korze mózgowej. Komórki te są odpowiedzialne za przekazywanie informacji. "To tu powinniśmy skoncentrować nasze kolejne badania" powiedział Lein " Sugeruje to, z jednej strony, że te geny mogą być aktywowane w okresie płodowym. Z drugiej strony faktycznie odkryliśmy miejsce w mózgu, w którym te nowe neurony rozwijają się i dojrzewają."

Kolejny mapy mózgu mogą ujawnić, w jaki sposób ludzie są genetycznie różni od innych gatunków. Pierwszym krokiem będzie zrozumienie różnicy między ludźmi a myszami, które są tak często używane w badaniach biomedycznych i neurologii. Zgodnie z naukowcami nasza wyjątkowość wyraża się zwłaszcza w płacie czołowym, który jest częścią kory mózgowej i jest odpowiedzialny za wiele wyższych zdolności poznawczych.

Monika Klimczak