Рассеивание мозга, одной клетки за раз

Установка базовой линии для понимания когнитивных расстройств и болезней

Источник: Arek Socha / Pixabay

Исследователи из Китайской академии наук в Пекине сломали новую почву своей недавней работой по изучению префронтальной коры на уровне отдельных клеток во время развития эмбриона человека.

Человеческая префронтальная кора (ПФУ), область мозга, которая содержит более миллиарда клеток, часто признается за ее роль в принятии решений, в основном упоминается в контексте подростковой зрелости (… или ее отсутствия). Исследования в области нейровизуализации настоятельно свидетельствуют о том, что наш ПФК все еще развивается в наши 20 лет, что имеет смысл, когда мы задаем такие вопросы, как: «Почему эти 15-летние дети бросают вызов друг другу, чтобы есть Tide Pods?»

• Приходите к условиям с «Почему я?»
• Пять вещей, которые мы знаем о жире
• В вашем мозгу есть часы, которые определяют вашу жизнь
• У всех последовательных убийц есть генетическая диспозиция?
• Наклонная голова делает собаку более привлекательной?

Наш PFC необходим для познания более высокого порядка, включая рабочую память и социально-эмоциональное функционирование, поскольку он продолжает развивать новые связи и модификации в своей схеме по мере старения. Популяции функциональных клеток сначала возникают и мигрируют по всему развивающемуся ПФУ внутриутробно , но молекулярные изменения, лежащие в основе этого раннего этапа развития, остаются широко неизвестными, отчасти из-за трудности в точном определении того, какие типы клеток лежат в префронтальной коре, задача гораздо сложнее, чем может показаться.

Исследовательская группа в Пекине, частично возглавляемая доктором Сяоцюнь Вангом, не только проанализировала экспрессию генов более 2300 отдельных клеток в ПФУ, они исследовали траектории развития этих клеток из гестационных недель с 8 по 26 (все работы проводились в в соответствии с Комитетом по этике репродуктивного обучения Пекинского университета).

• Действительно ли СДВГ?
• Эстроген и прогестерон: за репродукцией
• Ваше психическое определение ДНК
• Ретро-злорадство: «Я выиграл так сейчас, я всегда побеждаю!»
• Мы, ученые, так мало знаем о психическом заболевании

Источник: Герд Альтманн / Pixabay

Используя односекундное секвенирование РНК, метод, который позволяет ученым определять, какие гены выражаются в каждой клетке (на основе присутствующих транскриптов), исследователи определили шесть основных классов клеток в развивающемся человеческом PFC и 35 подтипах в этих классах. При этом они не только иллюстрировали разнообразие типов клеток в человеческом PFC, указывая на клеточную сложность, лежащую в основе человеческого познания, но обнаружили новые генетические маркеры нейронных клеток-предшественников (NPC). NPC – это клетки, которые не только обладают способностью к самовоспроизводству, но и дифференцируются, чтобы стать более специализированными типами клеток, например, основными, но несколько загадочными глиальными клетками в мозге.

Раскрытие этих маркеров не только показало неоднородность в NPC, но и предоставило ученым дополнительный инструмент для исследования того, как один тип клеток приводит к следующему, и позволяет создавать важные нейронные цепи в процессе развития плода.

ПФК участвует в основных когнитивных нарушениях и нарушениях нервной системы, включая шизофрению. В случае шизофрении изменения наблюдаются в структуре и функции ПФУ, частично из-за истощения коры. Исследовательская группа смогла определить, когда возбуждающие и тормозные нейроны, клетки в ПФУ, которые были связаны с расстройствами, включая шизофрению и аутизм, сначала появляются и созревают. Понимание того, как и когда эти типы клеток возникают, может стать основой для развития терапии этих и связанных с ней неврологических дефектов.

Эта команда в Пекине не была первой, кто исследовал человеческий мозг на одном уровне клеток и, безусловно, не будет последним. Исследователи постоянно работают над тем, как они собирают информацию о различных регионах мозга на разных этапах развития, создавая полный справочный план изучения молекулярной основы человеческого опыта, от формирования памяти до нейродегенеративного заболевания. Поскольку высокопроизводительные методы становятся более обыденными, новые открытия продолжают приближать нас к пониманию невероятно сложного, но прекрасного ландшафта, который является человеческим мозгом.