Международная группа ученых, работающая в рамках коллаборации BICAN, представила первые результаты масштабного проекта по созданию клеточного атласа развития мозга. Это фундаментальное исследование охватывает развитие мозга мыши, макаки и человека, начиная с эмбрионального периода и заканчивая взрослым состоянием. Результаты работы, включающие 12 научных статей и обобщенный обзор, опубликованы в престижном научном журнале Nature.
Способность человека обрабатывать информацию, испытывать сложные эмоции, принимать решения и демонстрировать поведенческие реакции обеспечивается невероятным разнообразием типов клеток в мозге, сообщает N+1. Формирование этих клеток и связей между ними — сложный и длительный процесс, который начинается еще во внутриутробном периоде и продолжается в детстве и юности. У людей этот этап занимает значительно больше времени, чем у других млекопитающих, что повышает вероятность возникновения генетических мутаций и, как следствие, нарушений нейроразвития, таких как расстройства аутистического спектра, СДВГ и шизофрения. Понимание молекулярной динамики, лежащей в основе развития мозга, является ключом к изучению этих заболеваний.
До недавнего времени проведение подобного анализа считалось невозможным. Однако современные молекулярные, генетические и машинные методы позволили ученым приступить к реализации этого амбициозного проекта. В рамках американской инициативы BRAIN в 2022 году был запущен проект BICAN, целью которого является создание детального клеточного атласа мозга различных видов млекопитающих. Ранее, используя комбинацию новейших подходов, ученые уже смогли идентифицировать более пяти тысяч различных типов клеток в мозге взрослой мыши и человека.
В ходе текущего исследования ученые проследили за развитием более 770 тысяч различных типов клеток в зрительной коре мыши, выяснив, что их разнообразие резко возрастает после рождения. Также было обнаружено, что развитие тормозных нейронов в разных областях мозга происходит с разной скоростью и может сопровождаться их миграцией на значительные расстояния. Межвидовое сравнение показало, что, хотя большинство классов нейронов у млекопитающих общие, у приматов и человека существуют и уникальные типы клеток, что может объяснять сложность их нервной системы.
Полученные данные свидетельствуют о том, что современные методы анализа способны выявить новые, ранее неизвестные закономерности и механизмы нейроразвития. Созданные атласы станут бесценным инструментом для моделирования, прогнозирования и изучения нарушений развития мозга, а также для разработки новых методов их лечения. Работа над созданием еще более полных атласов в рамках проекта BICAN продолжается.