Най-детайлната карта на човешкия мозък променя разбирането ни за неврологичните заболявания и еволюцията

И зключително детайлна карта на различните видове клетки в човешкия мозък бе съставена за първи път при мащабни свързани изследвания на международни екипи, съобщава Ройтерс.

По време на най-подробното досега проучване на човешкия мозък на клетъчно ниво учените са идентифицирали огромен набор от видове клетки - повече от 3300, които изграждат нашия най-сложен орган.

Ambitious research yields new atlas of human brain cells https://t.co/9da0cHBHfy pic.twitter.com/y8A2XEhg88

— Reuters (@Reuters) October 12, 2023

В процеса на работа те са съставили точен атлас на мозъка, който може да помогне да се определи клетъчната основа на неврологичните заболявания и да улесни разработването на нови терапии.

Амбициозното изследване разглежда също така приликите и разликите между мозъците на хора и примати - шимпанзета, горили, маймуни резус и мармозетки. По този начин са изяснени някои от факторите, които ни разделят от нашите еволюционни родственици и ни правят истински хора.

Разработката, представена в 21 научни доклада, публикувани в „Сайънс“ и в две други списания, е подкрепена от Националния институт за здравеопазване на САЩ.

Човешкият мозък е сложен както по отношение на своята употреба - възприемане, движение, четене, писане, говорене, мислене и др., така и със своето клетъчно разнообразие.

Невроните - или нервните клетки - са основната част от мозъка, които приемат сензорните сигнали, подават командите към мускулите и трансферират електрически сигнали по трасето. Мозъкът се състои от почти 100 милиарда неврона и дори още повече клетки от други типове. Всички те са организирани в стотици различни мозъчни структури, които управляват спектър от функции.

Researchers have drawn up the most detailed “map” ever created of the human brain, based on the thousands of different cell types that make it up. https://t.co/A0xPUseSag

— New Scientist (@newscientist) October 12, 2023

Изследването идентифицира 3313 типа клетки, което е приблизително 10 пъти повече от известните досега. Установен бе и пълният набор от гени, използвани от всеки клетъчен тип, като въз основа на това бе картографирано разпределението им по области в мозъка.

„Атласът на мозъчните клетки като цяло предоставя клетъчната основа за всичко, което можем да правим като човешки същества“, казва Ед Лийн, участник в изследването от Института Алън за мозъчни науки в Сиатъл.

"Видовете клетки имат разнообразни свойства и вероятно са засегнати по различен начин при заболяване", обяснява Лийн.

Една от изненадите е, че клетъчното разнообразие е концентрирано в еволюционно по-старите части на мозъка - в средния и задния мозък - вместо в неокортекса, който отговаря за висшите когнитивни функции, включително ученето, вземането на решения, сетивното възприятие, паметта и езика.

Свързаните с мозъка заболявания като болестите на Алцхаймер и Паркинсон, амиотрофичната латерална склероза (АЛС) са сред най-неподатливите на лечение. „Повечето мозъчни заболявания все още нямат лечение или дори терапия, и този атлас трябва да послужи като отправна точка за ускоряване на напредъка в разбирането на подробната клетъчна основа на заболяванията и насочване на следващите поколения терапии“, каза Лийн.

Scientists have published an atlas of the brain, but cataloguing its components is not the same as understanding how it works.

Read about the three big questions scientists are trying to answer about the brain https://t.co/iAfnsN6Egh 👇

— The Economist (@TheEconomist) October 12, 2023

Изследователите са успели да картографират генни превключватели и типове мозъчни клетки, свързани с болестта на Алцхаймер - най-разпространеният вид деменция, и различни невропсихиатрични разстройства, включително шизофрения, биполярно разстройство и тежка депресия. Изследователите са потвърдили връзката между микроглийните клетки – вид имунни клетки в мозъка - и болестта на Алцхаймер. Също така се установили връзката между някои видове мозъчни неврони и шизофренията - тежко психично заболяване, характеризиращо се с прекъсване на връзката с реалността.

Освен това изследователите са направили сравнение на темпоралната кора - област на неокортекса, свързана с езика и други висши когнитивни функции, между хората и най-близките ни живи еволюционни роднини като шимпанзета и горили. Въпреки че клетъчната организация е сходна, оказало се, че някои гени са използвани по различен начин при хората, отколкото при двата други вида.

„Това означава, че е имало ускорена специализация на кортикалните неврони при хората, което допринася за различията във функцията на кортикалните вериги и нашите различни когнитивни способности спрямо животните“, обясни Тригве Бакен, невролог от Института Алън.