Eksperci wykorzystali w swoich analizach najbardziej zaawansowane technologie. Wzięli pod lupę skład komórkowy dorosłego oraz rozwijającego się ludzkiego mózgu. Zbadano go na poziomie transkrypcyjnym, epigenetycznym oraz funkcjonalnym. Przeprowadzone analizy koncentrowały się wokół pojedynczych komórek ludzkiego mózgu – ich rozwoju, charakterystyki oraz funkcji, jakie pełnią w organizmie. Porównywano poszczególne komórki między sobą, co pozwoliło na wyciągnięcie ciekawych, a jednocześnie wiarygodnych wniosków. W pracach nad atlasem ludzkiego mózgu wzięło udział wielu ekspertów ze Stanów Zjednoczonych, a także Europy. Ich wyniki opublikowano m.in. na łamach czasopism „Science Advances” i „Science Translational Medicine”.
Ludzki mózg to ponad 86 miliardów neuronów
Pierwszy atlas komórek budujących mózg dorosłego człowieka mapuje krajobraz transkrypcyjny i epigenomiczny tego organu. Transkryptom to kompletny zestaw odczytów genów w komórce zawierający instrukcje dotyczące wytwarzania białek i innych produktów komórkowych. Pojęcie epigenomu odnosi się natomiast do chemicznych modyfikacji DNA i chromosomów komórki. Duży wpływ na genom człowieka mają czynniki środowiskowe, między innymi stosowana dieta, ekspozycja na zanieczyszczenie powietrza czy niektóre substancje chemiczne. Badania przeprowadzone przez naukowców ujawniły istnienie wyraźnych podobieństw między ludźmi i ssakami naczelnymi. Dotyczą one przede wszystkim typów komórek, ich proporcji oraz wewnętrznej organizacji. Jednocześnie zaobserwowano pewne zmiany wskazujące na większą plastyczność mózgu człowieka niezwykle pomocną w procesie adaptacji i uczenia się.
Analizy odmienności występujących w budowie komórek w różnych obszarach mózgu wykazały, że istnieje związek między właściwościami komórek w mózgu dorosłego człowieka a ich cechami charakterystycznymi w początkowych etapach rozwoju. Sugeruje to, że komórki nerwowe są programowane do pełnienia określonych funkcji już na bardzo wczesnym etapie rozwoju i nie zmieniają swojej funkcji w ciągu życia człowieka. Przywołane odkrycie rzuca nowe światło na rozwój i funkcjonowanie mózgu dorosłego człowieka. Co ciekawe, mózg dorosłego człowieka składa się z ponad 86 miliardów neuronów i komórek nieneuronalnych (w podobnej liczbie).
Czemu ma służyć atlas komórek mózgowych?
Podstawowym celem naukowców tworzących atlas komórek mózgowych jest zrozumienie budowy układu nerwowego i opracowanie kompleksowego spisu neuronów – wskazanie ich dokładnej lokalizacji, kierunków rozwoju, a także sposobów, w jakie współpracują z innymi komórkami i regulują swoją aktywność. Rzuci to nowe światło na zaburzenia w pracy mózgu i opracować bardziej efektywne metody leczenia.
„Ten zestaw badań stanowi przełomowe osiągnięcie w dziedzinie neurologii. Pokazuje ogromną złożoność mózgu na poziomie komórkowym. Ta współpraca oznacza postęp w dziedzinie neurologii, który zapiera dech w piersiach” – zauważa dr John Ngai, dyrektor National Institute of Health Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies Initiative (ośrodka odpowiedzialnego za opisywaną inicjatywę).
Spis typów komórek budujących mózg człowieka i ssaków naczelnych innych niż ludzie stanowi kluczowy krok w kierunku opracowania nowych metod leczenia mózgu. Ich odkrycie zrewolucjonizuje badania w dziedzinie neuronauki i pozwoli określić podstawowe zasady rządzące aktywnością neuronów.
Czytaj też:
Sześciolatka ma odłączoną połowę mózgu. Wszystko z powodu rzadkiej chorobyCzytaj też:
Co dzieje się z mózgiem po zatrzymaniu krążenia? Zaskakujące wnioski