Yeni beyin atlası insan beyninin kapsamlı haritasını sunuyor

Ve bu karmaşıklığın konumu şaşırtıcıdır. Sinirbilim, araştırmalarının çoğunu hafıza, öğrenme, dil ve daha birçok şeyden sorumlu olan beynin dış kabuğuna odakladı. Ancak Lein, hücresel çeşitliliğin çoğunluğunun aslında beynin derinlerindeki eski evrimsel yapılarda olduğunu söylüyor.

Bu atlasları nasıl yaptılar?

Hücre tiplerini sınıflandırmaya yönelik klasik sinirbilim yaklaşımı, ya hücre şekline (yıldız şeklindeki astrositleri düşünün) ya da hücrelerin aktivite türüne (hızlı bir şekilde yükselen internöronlar gibi) dayanır. Lein, “Bu hücre atlasları, genom biliminden gelen yeni bir teknoloji grubundan yararlanıyor” diyor; öncelikle tek hücre dizilimi olarak bilinen bir teknik.

Araştırmacılar ilk olarak bir biyobankadan alınan küçük bir donmuş beyin dokusu parçasıyla başlıyor. Lein, “Bir doku alıyorsunuz, onu öğütüyorsunuz, bir anlam çıkarmak için birçok hücrenin profilini çıkarıyorsunuz” diyor. İfade edilen genlere bakmak için hücrelerin çekirdeklerini sıralayarak bunu anlamlandırıyorlar. “Her hücre tipinin tipik olarak kullandıkları tutarlı bir gen dizisi vardır. Ve tüm bu genleri ölçebilir ve daha sonra tüm hücre türlerini genel gen ekspresyon modellerine göre kümeleyebilirsiniz” diyor Lein. Daha sonra, donörün beyninden alınan görüntüleme verilerini kullanarak, bu işlevsel bilgiyi mekansal olarak ait olduğu yere koyabilirler.

Bilim insanları bu beyin hücresi atlaslarını nasıl kullanabilir?

Çok yol. Ancak önemli bir kullanım alanı beyin hastalıklarının temelini anlamaya yardımcı olmaktır. Lein, normal veya nörotipik bir beyni tanımlayan bir referans insan beyni atlasının, araştırmacıların depresyonu, şizofreniyi veya diğer birçok hastalık türünü anlamalarına yardımcı olabileceğini söylüyor. Örnek olarak Alzheimer’ı ele alalım. Alzheimer hastalığının şiddeti farklı düzeyde olan kişilerin beyinlerini karakterize etmek için aynı yöntemleri uygulayabilir ve ardından bu beyin haritalarını referans atlasıyla karşılaştırabilirsiniz. Lein, “Ve artık ‘Belirli hücre türleri hastalıklara karşı savunmasız mıdır, yoksa belirli hücre türleri nedensel midir’ gibi sorular sormaya başlayabilirsiniz” diyor. (Halihazırda bunun üzerinde çalışan bir ekibin parçası.) Araştırmacılar, plakları ve düğümleri araştırmak yerine, “bozulması muhtemel ve işlevsel sonuçları olan gerçek devre elemanları olan çok spesifik nöron türleri” hakkında sorular sorabilirler. diyor.

Bir sonraki adım nedir?

Daha iyi çözünürlük. “Bir sonraki aşama, yetişkinlerde insan ve insan olmayan primat beyninin ve gelişiminin gerçekten çok kapsamlı bir şekilde ele alınmasına doğru ilerliyor.” Aslında bu çalışma, beş yıllık, 500 milyon dolarlık bir proje olan BRAIN Girişimi Hücre Atlası Ağı ile zaten başladı. Amaç, insan beynindeki yaşam süresi boyunca hücre türlerinin eksiksiz bir referans atlasını oluşturmak ve ayrıca çok çeşitli beyin bozukluklarının altında yatan hücre etkileşimlerini haritalandırmaktır.