Atlasul creierului: Cercetările ambițioase pot duce la noi înțelegeri despre demență

Timp de citire estimat: 3-4 minute

WASHINGTON — Examinând creierul uman la nivel celular mai detaliat decât oricând, oamenii de știință au identificat o gamă enormă de tipuri de celule – peste 3.300 – care populează cele mai complexe organe ale noastre, creând un atlas care poate ajuta la determinarea bazei celulare a neurologice. boli. și facilitarea de noi tratamente.

Ambiția dezvăluită joi a examinat, de asemenea, asemănările și diferențele dintre creierul oamenilor și al altor primate – cimpanzei, gorile, maimuțe rhesus și maimuțe – evidențiind unii dintre factorii care ne separă de rudele noastre evolutive și ne fac cu adevărat oameni.

Această lucrare a fost prezentată în 21 de studii publicate în Science și în alte două reviste și a fost susținută de Cell Count Network Consortium al guvernului SUA BRAIN Initiative.

Creierul uman este complex atât în ​​ceea ce privește utilitatea sa – simțire, mișcare, citire, scriere, vorbire, gândire și multe altele – cât și diversitatea sa celulară.

Celulele nervoase – sau celulele nervoase – sunt unitățile de bază ale creierului, care primesc input senzorial, transmit comenzi mușchilor și transmit semnale electrice pe parcurs. Creierul este format din aproximativ 100 de miliarde de neuroni, pe lângă un număr mai mare de celule non-neuronale. Toate acestea sunt organizate în sute de structuri cerebrale distincte care guvernează o serie de funcții.

Cercetarea a identificat 3.313 tipuri de celule, de aproape 10 ori mai multe decât se cunoștea anterior, precum și setul complet de gene utilizate de fiecare tip de celulă în timp ce cartografiază distribuția lor regională în creier.

„Atlasul celulelor creierului în ansamblu oferă substratul celular pentru tot ceea ce putem face ca oameni”, a spus neurologul Ed Lin de la Institutul Allen pentru Știința Creierului din Seattle, unul dintre cercetători.

Diferitele tipuri de celule au caracteristici distincte și sunt susceptibile de a fi afectate diferit în boală, a spus Lin.

O surpriză a fost că diversitatea celulară a fost concentrată în părțile evolutive mai vechi ale creierului – creierul mediu și posterior – mai degrabă decât neocortexul, care este responsabil pentru funcțiile cognitive superioare, inclusiv învățarea, luarea deciziilor, percepția senzorială, memorie și limbaj.

Bolile legate de creier, cum ar fi boala Alzheimer, boala Parkinson și scleroza laterală amiotrofică, sunt printre cele mai incurabile boli.

„Majoritatea bolilor creierului încă nu au nici un leac sau chiar tratamente, iar acest atlas ar trebui să servească drept bază pentru accelerarea progresului în înțelegerea bazei celulare detaliate a bolii și în direcția viitoarelor generații de terapii”, a spus Lin.

Cercetătorii au cartografiat comutatoarele genetice și tipurile de celule cerebrale asociate cu boala Alzheimer – cel mai frecvent tip de demență – și diverse tulburări neurologice și psihiatrice, inclusiv schizofrenia, tulburarea bipolară și depresia majoră.

Ei au confirmat o legătură între microglia – un tip de celulă imunitară din creier – și boala Alzheimer și au dezvăluit o legătură între anumite tipuri de celule nervoase din creier și schizofrenie, o boală mintală gravă caracterizată printr-o deconectare de la realitate.

În plus, cercetătorii au căutat trăsături specifice omului comparând cortexul temporal – o zonă a neocortexului asociată cu înțelegerea limbajului, printre alte funcții cognitive superioare – la oameni și la rudele noastre evolutive cele mai apropiate, cum ar fi cimpanzeii și gorilele.

În timp ce organizarea celulară a fost similară, s-a descoperit că unele gene funcționează diferit la oameni decât la celelalte două specii, inclusiv mai multe gene implicate în comunicarea neuronală.

„Aceasta înseamnă că există specializări accelerate ale neuronilor corticali la oameni care pot contribui la diferențele în funcția circuitului cortical și la abilitățile noastre cognitive distincte”, a spus Trygve Bakken, neurolog la Institutul Allen.

Lin a adăugat că aceste modificări moleculare care au avut loc în anumite tipuri de celule la oameni în comparație cu cimpanzeii și gorilele afectează probabil modul în care „se conectează împreună – sau flexibilitatea acelor conexiuni – și pot fi o parte importantă a ceea ce face creierul uman special”.

Oamenii de știință se așteaptă un drum lung de parcurs în cercetarea creierului.

„Abia începem să determinăm complexitatea creierului uman”, a spus unul dintre ceilalți cercetători, Ping Ren, director al Centrului pentru Epigenetică de la Universitatea din California, San Diego. „Este nevoie de mai multă muncă pentru a înțelege pe deplin diversitatea, diversitatea și funcția structurii și funcției creierului.”

×

Ultimele povești științifice