Команда вчених зі Школи медицини Каліфорнійського університету в Сан-Дієго провела дослідження, яке дає нове розуміння того, як розвивається передній мозок людини.
Дослідження, проведене під керівництвом доктора філософії Чангука Чунга та доктора філософії Сяосю Янга, обидва з лабораторії Джозефа Г. Глісона, доктора медичних наук, кафедри нейронаук Медичної школи та Дитячого інституту геномної медицини Ради дають краще розуміння того, як людський мозок розвивається на клітинному рівні.
Дослідження також представляє докази існування джерела гальмівних нейронів (dInN) у мозку людини, яке відрізняється від походження в інших видів, таких як миші, звичайні лабораторні тварини, які використовуються в дослідженнях мозку. Група виклала свої висновки в статті, нещодавно опублікованій в журналі Nature.
Функціональні функції та значення переднього мозку
Передній мозок, або кора головного мозку, є найбільшою частиною мозку, важливою для багатьох функцій, починаючи від когнітивного мислення, зору, уваги та пам’яті. Нейрони – це клітини, які служать окремими ланцюгами мозку. Гальмівні нейрони зазвичай функціонують як своєрідний нервовий перемикач «вимкнення», на відміну від перемикача «ввімкнення» збудливих нейронів.
«Люди мають дуже велику та зморшкувату кору, яка, ймовірно, підтримує вищі когнітивні функції порівняно з іншими видами, такими як гризуни», — пояснив Глісон.
Він сказав, що гальмівні нейрони у мишей походять із глибин мозку, що розвивається. Поточне дослідження перевіряє цю модель шляхом оцінки клітинного походження. Вони виявили існування dInNs, які відсутні у мишей. Він сказав, що пошук доказів існування цього специфічного типу нейронів у людей відкриває двері до кращого розуміння того, чому людський мозок є особливим.
«Ми очікуємо, що dinNs підтримуватиме нові, точніші моделі людського мозку», — сказав Глісон. «Ця оновлена модель мозку може допомогти пояснити походження певних захворювань, таких як епілепсія, шизофренія або аутизм».
Клітинний рід і структура мозку
Групу було особливо цікаво простежити за родоводами мозаїчних варіантів клітин мозку. «Якщо дві клітини мають одну материнську клітину, ми кажемо, що вони мають однакову лінію походження», — сказав Чанг.
«Якщо дві окремі клітини мають однаковий мозаїчний варіант, вони народилися від загальної материнської клітини, яка передала його всім своїм дочірнім», — пояснив Янг. «Отже, мозаїчні варіанти в клітинах функціонують як прізвища в людей».
Дослідники отримали прямий доступ до мозку двох нейротипових донорів, які померли природною смертю. Вони використовували мозаїчні варіанти, щоб простежити, звідки походять ці клітини, ідентифікувати сестринські клітини, народжені в одній області мозку, і визначити, наскільки кожне «родове ім’я» поширилося в мозку.
Вони виявили, що деякі гальмівні та збуджуючі нейрони по суті мають однакову назву, що, за словами Чанга, означає, що обидва типи нейронів мають спільну лінію походження. Ці два типи, ймовірно, розгалужуються на пізньому етапі ембріонального розвитку мозку, додав він, зазначивши, що такого клітинного зв’язку немає в інших видів.
«Ми сподіваємося, що наша стаття допоможе іншим дослідникам створити кращі моделі неврологічних захворювань і визначити, які типи захворювань мозку можуть бути результатом порушення розвитку», — підсумував Глісон.