Новий «атлас» мозку мавпи відображає 4,2 мільйона клітин

Вчені показали безпрецедентний «атлас» мозку приматів, який відображає цей орган у більшій, ніж будь-коли раніше, роздільній здатності в масштабі окремих клітин.

Американська команда використала новітні молекулярно-біологічні методи, щоб скласти карту архітектури мозку дорослої макаки-резус (Macaca mulatta), мавпи, яку зазвичай використовують як модель для дослідження людського сприйняття, пізнання, старіння та неврологічних захворювань. Ключова мета дослідження — зрозуміти відмінності між мозком людини та мозком приматів.

«Зрозуміти складну структуру клітин головного мозку має першорядне значення для розуміння функціонування мозку та потенційних розладів», — сказав Мішель Тібо де Шоттен, директор з досліджень Французького національного центру наукових досліджень (CNRS) і керівник групи в Інституті нейродегенеративних захворювань. , дослідницька співпраця між CNRS та Університетом Бордо. Він не брав участі в новому дослідженні.

Нове дослідження «представляє неперевершене архітектурне зображення типів клітин у мозку макаки, ​​знаменуючи важливу віху для нейронауки», — сказав де Шоттен Live Science в електронному листі. «Рухаючись вперед, життєво важливо заглибитися у зв’язки між цими клітинами, варіації між людьми та наслідки цих відкриттів для розуміння людського мозку».

Новий атлас мозку приматів був опублікований 12 жовтня в журналі Science Advances.

Попередні дослідження, спрямовані на картографування мозку приматів, часто використовували одну лінію аналізу для характеристики багатьох його клітин. Наприклад, деякі використовували лише техніку, яка називається транскриптомікою, яка передбачає перегляд усієї РНК у клітині; Серед інших завдань молекули РНК допомагають клітинам будувати білки.

Що відрізняє нову роботу, так це «мультиомічний» підхід команди, який каталогізує клітини кількома способами, включаючи транскриптоміку та «епігеноміку», яка розглядає хімічні мітки, розташовані поверх ДНК клітини. Ці теги допомагають контролювати, які гени вмикаються чи вимикаються.

Використовуючи обидва методи на клітинах із 30 ділянок мозку, група створила атлас із 4,2 мільйона клітин мозку макаки. Для контексту, мозок макаки, ​​за оцінками, має понад 6 мільярдів клітин. Команда ідентифікувала 112 різних типів і підтипів клітин на основі цих молекулярних даних і відобразила розподіл клітин у зморшкуватій корі головного мозку та в ділянках мозку під корою, а також у мозочку внизу в нижній частині мозку.

«Наскільки нам відомо, ці дані являють собою найбільший і найповніший мультимодальний молекулярний атлас для будь-якого не людиноподібного примата на сьогодні», — пишуть автори дослідження. Вони відзначили, що атлас має слугувати цінним ресурсом для дослідження еволюції людського мозку та для поглиблення нашого розуміння пов’язаних із мозком станів, включаючи дегенеративні захворювання, такі як хвороба Альцгеймера, і розлади розвитку, такі як розлад спектра аутизму та синдром дефіциту уваги та гіперактивності.

Атлас мозку макаки був опублікований разом із 20 додатковими статтями, проведеними в рамках багаторічної міжнародної дослідницької роботи за підтримки Національного інституту здоров’я. Відомий як проєкт BRAIN Initiative Cell Census Network (BICCN), зусилля зосереджені на картографуванні мозку людини, приматів і мишей на рівні клітин.

На додаток до атласу мозку мавпи, вчені, пов’язані з BICCN, колективно опублікували такий же детальний атлас людського мозку, який дав змогу дослідникам ідентифікувати раніше невідомі підтипи клітин мозку.