или зарегистрируйтесь.
Если вы забыли пароль, то введите ваш e-mail, и мы отправим инструкцию по восстановлению на почту
Различные популяции нейронов в мозге человека
Команда во главе с учеными из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработала масштабируемый метод для выявления различных подтипов нейронов в мозге.
Команда исследователей разработала первый масштабируемый метод для выявления различных подтипов нейронов в мозге человека. Исследование закладывает основу для создания карты активности генов в мозгу человека и может помочь лучше понять работу мозга при различных расстройствах, в том числе болезни Альцгеймера, Паркинсона, шизофрении и депрессии.
Путем выделения и анализа ядер отдельных клеток мозга человека исследователи определили 16 подтипов нейронов в коре головного мозга — внешнем слое нервной ткани, ответственном за когнитивные функции, в том числе память, внимание и принятие решений. Команда во главе с учеными из Калифорнийского университета в Сан-Диего (University of California San Diego) опубликовала результаты своих исследований в журнале Science.
«Мы создаем единую структуру, чтобы сравнить отдельные нейроны и понять, насколько много уникальных типов существует», — говорит профессор биоинженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего Кун Чжан (Kun Zhang).
Ученые могут использовать эти подтипы нейронов, чтобы построить то, что Чжан называет «опорной картой» человеческого мозга, — основу для понимания различий между здоровым и больным мозгом.
«В будущем пациенту с нарушениями работы головного мозга может быть поставлен диагноз и назначено лечение на основании опорной карты. Это аналогично тому, что делается с опорной картой генома человека», — объясняет ученый.
Новое исследование отражает растущее понимание того, что отдельные клетки мозга уникальны: они выражают различные типы генов и выполняют различные функции. Чтобы лучше разобраться в этом многообразии, ученые проанализировали более 3200 нейронов одного человека в шести полях Бродмана — отделы коры больших полушарий головного мозга, отличающиеся строением на клеточном уровне.
Команда разработала новый метод выделения и сортировки отдельных клеточных ядер. Часть ученых получили образцы вскрытия мозга и сосредоточились на изоляции ядер нейронов. Другие разработали протокол для выявления и количественного определения молекул РНК в отдельных ядрах нейронов. Еще одна часть команды сортировала полученные результаты.
Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего разрабатывали алгоритмы для определения и распределения по группам 16 подтипов нейронов.
Исследователи расшифровали, какие гены «включаются» в каждом ядре, и показали, что различные комбинации из 16 подтипов имеют тенденцию концентрироваться в кортикальных слоях и полях Бродмана, что помогает объяснить, почему эти регионы выглядят и функционируют по-другому.
Обнаружены многочисленные различия в транскриптомных профилях нейронов — образцах генов, которые активно выражаются клетками. Выявлены нейроны с общими и уникальными характеристиками, которые могут привести к различиям в клеточном строении.
«Наше исследование открывает двери, за которыми мы можем увидеть глобальные закономерности уровня экспрессии генов и то, как они определяют типы клеток в нормальной ткани», — говорят авторы работы.
В будущих исследованиях ученые планируют проанализировать нейроны в других полях Бродмана и выяснить, какие существуют подтипы в других регионах мозга.
Путем выделения и анализа ядер отдельных клеток мозга человека исследователи определили 16 подтипов нейронов в коре головного мозга — внешнем слое нервной ткани, ответственном за когнитивные функции, в том числе память, внимание и принятие решений. Команда во главе с учеными из Калифорнийского университета в Сан-Диего (University of California San Diego) опубликовала результаты своих исследований в журнале Science.
«Мы создаем единую структуру, чтобы сравнить отдельные нейроны и понять, насколько много уникальных типов существует», — говорит профессор биоинженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего Кун Чжан (Kun Zhang).
Ученые могут использовать эти подтипы нейронов, чтобы построить то, что Чжан называет «опорной картой» человеческого мозга, — основу для понимания различий между здоровым и больным мозгом.
«В будущем пациенту с нарушениями работы головного мозга может быть поставлен диагноз и назначено лечение на основании опорной карты. Это аналогично тому, что делается с опорной картой генома человека», — объясняет ученый.
Новое исследование отражает растущее понимание того, что отдельные клетки мозга уникальны: они выражают различные типы генов и выполняют различные функции. Чтобы лучше разобраться в этом многообразии, ученые проанализировали более 3200 нейронов одного человека в шести полях Бродмана — отделы коры больших полушарий головного мозга, отличающиеся строением на клеточном уровне.
Команда разработала новый метод выделения и сортировки отдельных клеточных ядер. Часть ученых получили образцы вскрытия мозга и сосредоточились на изоляции ядер нейронов. Другие разработали протокол для выявления и количественного определения молекул РНК в отдельных ядрах нейронов. Еще одна часть команды сортировала полученные результаты.
Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего разрабатывали алгоритмы для определения и распределения по группам 16 подтипов нейронов.
Исследователи расшифровали, какие гены «включаются» в каждом ядре, и показали, что различные комбинации из 16 подтипов имеют тенденцию концентрироваться в кортикальных слоях и полях Бродмана, что помогает объяснить, почему эти регионы выглядят и функционируют по-другому.
Обнаружены многочисленные различия в транскриптомных профилях нейронов — образцах генов, которые активно выражаются клетками. Выявлены нейроны с общими и уникальными характеристиками, которые могут привести к различиям в клеточном строении.
«Наше исследование открывает двери, за которыми мы можем увидеть глобальные закономерности уровня экспрессии генов и то, как они определяют типы клеток в нормальной ткани», — говорят авторы работы.
В будущих исследованиях ученые планируют проанализировать нейроны в других полях Бродмана и выяснить, какие существуют подтипы в других регионах мозга.
