Paredzamais lasīšanas laiks: 3-4 minūtes
Pētot cilvēka smadzenes šūnu līmenī detalizētāk nekā jebkad agrāk, zinātnieki ir identificējuši milzīgu šūnu tipu klāstu — vairāk nekā 3300 —, kas apdzīvo mūsu vissarežģītākos orgānus, izveidojot atlantu, kas var palīdzēt noteikt neiroloģiskās sistēmas šūnu bāzi. slimības. un atvieglojot jaunas ārstēšanas metodes.
Ceturtdien atklātajā ambīcijā tika pētītas arī līdzības un atšķirības starp cilvēku un citu primātu – šimpanžu, gorillu, rēzus pērtiķu un pērtiķu – smadzenēm, izceļot dažus faktorus, kas mūs atšķir no mūsu evolucionārajiem radiniekiem un padara mūs patiesi cilvēkus.
Šis darbs tika prezentēts 21 pētījumā, kas publicēts Science un divos citos žurnālos, un to atbalstīja ASV valdības BRAIN iniciatīvas Cell Count Network Consortium.
Cilvēka smadzenes ir sarežģītas gan pēc to lietderības — maņu, kustību, lasīšanas, rakstīšanas, runāšanas, domāšanas un daudz ko citu —, gan pēc šūnu daudzveidības.
Nervu šūnas jeb nervu šūnas ir smadzeņu pamatvienības, kas saņem sensoru ievadi, nodod komandas muskuļiem un pārraida elektriskos signālus. Smadzenes sastāv no aptuveni 100 miljardiem neironu, papildus lielākam skaitam neneironu šūnu. Tie visi ir sakārtoti simtiem atšķirīgu smadzeņu struktūru, kas regulē dažādas funkcijas.
Pētījumā tika identificēti 3313 šūnu veidi, kas ir gandrīz 10 reizes vairāk nekā iepriekš zināms, kā arī viss gēnu komplekts, ko izmantoja katrs šūnu tips, kartējot to reģionālo izplatību smadzenēs.
“Smadzeņu šūnu atlants kopumā nodrošina šūnu substrātu visam, ko mēs varam darīt kā cilvēki,” sacīja neirozinātnieks Eds Lins no Sietlā bāzētā Alena smadzeņu zinātnes institūta, viens no pētniekiem.
Lin teica, ka dažādiem šūnu veidiem ir atšķirīgas īpašības, un tie, visticamāk, tiks ietekmēti atšķirīgi.
Viens pārsteigums bija tas, ka šūnu daudzveidība bija koncentrēta evolucionāli vecākajās smadzeņu daļās – vidussmadzenēs un aizmugurējās smadzenēs -, nevis neokorteksā, kas ir atbildīgs par augstākām kognitīvām funkcijām, tostarp mācīšanos, lēmumu pieņemšanu, sensoro uztveri, atmiņu un valodu.
Ar smadzenēm saistītas slimības, piemēram, Alcheimera slimība, Parkinsona slimība un amiotrofiskā laterālā skleroze, ir vienas no neārstējamākajām slimībām.
“Lielākā daļa smadzeņu slimību joprojām nav izārstētas vai pat izārstētas, un šim atlantam vajadzētu kalpot par pamatu progresa paātrināšanai, lai izprastu slimības detalizēto šūnu pamatu un mērķētu uz nākamajām terapijas paaudzēm,” sacīja Lins.
Pētnieki ir kartējuši ģenētiskos slēdžus un smadzeņu šūnu tipus, kas saistīti ar Alcheimera slimību – visizplatītāko demences veidu – un dažādiem neiroloģiskiem un psihiskiem traucējumiem, tostarp šizofrēniju, bipolāriem traucējumiem un smagu depresiju.
Viņi apstiprināja saikni starp mikrogliju – imūnšūnu veidu smadzenēs – un Alcheimera slimību, kā arī atklāja saikni starp noteikta veida nervu šūnām smadzenēs un šizofrēniju, smagu garīgu slimību, ko raksturo atslēgšanās no realitātes.
Turklāt pētnieki meklēja cilvēkiem raksturīgas iezīmes, salīdzinot temporālo garozu – neokorteksa zonu, kas saistīta ar valodas izpratni, kā arī citas augstākās kognitīvās funkcijas – cilvēkiem un mūsu tuvākajiem evolucionārajiem radiniekiem, piemēram, šimpanzēm un gorillām.
Lai gan šūnu organizācija bija līdzīga, tika konstatēts, ka daži gēni cilvēkiem darbojas atšķirīgi nekā pārējās divās sugās, tostarp vairāki gēni, kas iesaistīti neironu komunikācijā.
“Tas nozīmē, ka cilvēkiem ir paātrināta kortikālo neironu specializācija, kas var veicināt atšķirības garozas ķēdes funkcijās un mūsu atšķirīgās kognitīvās spējas,” sacīja Allena institūta neirozinātnieks Trigve Bakkens.
Lins piebilda, ka šīs molekulārās modifikācijas, kas radušās konkrētos cilvēku šūnu tipos salīdzinājumā ar šimpanzēm un gorillām, iespējams, ietekmē to, kā tās “savienojas kopā vai šo savienojumu elastību – un var būt svarīga daļa no tā, kas padara cilvēka smadzenes īpašas.”
Zinātnieki sagaida, ka smadzeņu izpētē būs ejams garš ceļš.
“Mēs tikai sākam noteikt cilvēka smadzeņu sarežģītību,” sacīja viens no citiem pētniekiem Ping Ren, Kalifornijas Universitātes Sandjego Epiģenētikas centra direktors. “Ir nepieciešams vairāk darba, lai pilnībā izprastu smadzeņu struktūras un funkcijas daudzveidību, daudzveidību un funkcijas.”
Jaunākie zinātniskie stāsti
Vairāk stāstu, kas varētu jūs interesēt
