Информационный научно-популярный портал
НАУКА в РФ и за рубежом
глазами блогера (работает с 01.09.2018 просмотров 31760)

Контакты (с 11 до 19): 8-903-899-44-37 Лилия или lili@k156.ru
на главную

РФ

Институты и конференции

Международные с РФ

Зарубежные

ВСЕ НОВОСТИ

Последние добавления

Все новости
(последние 10 )

2018-11-08
Открытие древнейшей звезды "состарило" наш регион Млечного Пути на три миллиарда лет
Подробнее

2018-11-08
Спиновая сверхтекучесть при комнатной температуре
Подробнее

2018-11-07
Топологический предсказатель - поиск новых веществ ускорен в несколько раз
Подробнее

2018-11-07
Уникальное биоразнообразие дальневосточных морей
Подробнее

2018-11-06
Ученые создали клеточный препарат для сращения костей
Подробнее

2018-11-06
Новая терапия спинного мозга помогает парализованным пациентам снова начать ходить
Подробнее

2018-11-04
Наночастицы серебра за чистый воздух городов
Подробнее

2018-11-03
Квантовая телепортация и степени свободы света
Подробнее

2018-11-03
Однофотонные источники света высокой чистоты
Подробнее

2018-11-02
Перечень типов клеток по экспрессии генов и карта мозга
Подробнее

 

 

ТЕМЫ НОВОСТЕЙ: • Зарубежные • Биосфера и человек

2018-11-02 (№ 165)
Перечень типов клеток по экспрессии генов и карта мозга
США, 2 ноября, ВЕСТИ. Нейробиологи опубликовали результаты 15 лет работы по самой масштабной на сегодняшний день переписи нейронов в коре мозга млекопитающего. Итоги исследования подведены в научной статье, опубликованной в журнале Nature группой во главе с Хункуй Цзэн (Hongkui Zeng) из Алленовского института наук о мозге в США.

Мозг млекопитающего – необычайно сложная система. И дело не только в количестве нейронов, которых только у мыши порядка ста миллионов, а у человека ещё в тысячу раз больше. Нервные клетки делятся на множество типов по строению и, вероятно, функциям. Каждая достаточно масштабная "перепись" открывает новые виды нейронов.

Клетки можно классифицировать по разным параметрам. Один из самых прогрессивных на сегодняшний день подходов заключается в том, чтобы учитывать, какие гены в каком нейроне работают (или, как говорят специалисты, экспрессируются).



Напомним, что все клетки организма имеют одну и ту же ДНК. Строение и функции клетки зависят от того, какие гены в ней включаются, а какие "молчат". В зависимости от этого клетка вырабатывает разные белки, а эти белки выполняют разные функции.

Картина экспрессии генов (то есть генов "включённых" и "выключенных") определяет, станет ли клетка частью нервной ткани, мышечной и так далее. Она же создаёт и более тонкие различия, например, между типами нейронов, что в данной работе и интересовало исследователей.

Разумеется, проанализировать все клетки мозга мыши или даже его коры учёным было бы не под силу. Они предпочли детально исследовать два участка мозга, имеющих важные функции.

Во-первых, это первичная зрительная кора — регион мозга, в который первым делом попадает сигнал зрительных нервов. Здесь необработанная информация разделяется на данные о форме, цвете и движении. Форма объектов распознается здесь же, а остальные сведения передаются более глубоким слоям мозга.

Вторым участком исследования стала передняя боковая моторная кора. Она участвует в управлении движением.

Всего биологи проанализировали экспрессию генов почти в 24 тысячах нейронов (путём секвенирования РНК одиночных клеток).



Основываясь на картине экспрессии, они разделили "кирпичики мозга" на 133 типа. Некоторые из этих видов нейронов уже были известны по предыдущим исследованиям. Но было открыто также множество новых и редких типов нервных клеток.

"Это, безусловно, самый полный, самый глубокий анализ любых областей коры у любого вида", – заявляет Цзэн.

Команда определяла, экспрессируется ли в клетке тот или иной ген. Полный перечень проверенных генов для каждой клетки насчитывал десятки тысяч пунктов.

"Только благодаря новейшим достижениям в области технологий мы можем измерить активность стольких генов в одной клетке", – говорит первый автор статьи Босилька Тасич (Bosiljka Tasic), также из Алленовского института.

Полученные данные уже привели другую команду исследователей к интересным выводам о работе клеток в моторной коре. Так, биологи обнаружили, что в "планировании" движений участвует один тип клеток, а команду мышцам отдаёт другой. При этом биологи дополнительную информацию о форме нейрона. Эти результаты опубликованы в отдельной научной статье, также вышедшей в журнале Nature.

"Мы работаем над изучением не только экспрессии генов, но и многих других свойств клетки, в том числе её функций, которые являются наиболее неуловимыми, самыми трудными для определения", – говорит Тасич.

В настоящее время исследователи работают над тем, чтобы расширить свои представления о нейронах, изучив и другие области коры. Впрочем, они ожидают, что там встретятся в основном те же типы клеток.

"Имея все эти данные, мы можем начать изучать новые принципы организации мозга и, в конечном итоге, понять то, как он работает", – резюмирует Цзэн.

Напомним, что ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о самой подробной карте областей человеческого мозга, карте межнейронных связей млекопитающего и подсчёте числа нейронов в мозге кошек и собак.

Два года назад действительно была уточнена карта мозга 16 июля 2016 года. ВЕСТИ сообщали:

В течение многих лет медики использовали надёжные схемы тела и его органов – систем кровоснабжения, пищеварения, нервной системы и тому подобных, но среди них не было точной карты коры головного мозга. В ходе последнего десятилетия учёные добрались и до столь сложного органа как мозг и составили его хорошие карты. Но техника совершенствуется с каждым годом, а значит, и результаты новых исследований становятся лучше прежних.

Теперь же международная команда нейробиологов, компьютерных специалистов и инженеров заявила, что они составили наиболее точную карту коры головного мозга.

Отмечается, что в процессе картографирования исследователи обнаружили порядка ста ранее неучтённых областей морщинистого наружного слоя органа, который называется корой головного мозга или серым веществом.



До появления новой карты насчитывалось 83 известные зоны в каждой половине мозга, теперь же количество таких областей увеличилось до 180, говорят исследователи.

Отмечается, что исследователи опирались на данные и методы, созданные в ходе проекта Human Connectome Project. Тогда учёные использовали мощную МРТ-аппаратуру для картографирования мозга 1200 молодых людей обоих полов.

Учёные, составляя новую карту коры мозга, объединили данные от 210 здоровых людей. Исследователи сочетали измерения плотности коры мозга, а также другие параметры. МРТ сканировал одновременно и головной мозг человека в состоянии покоя, и при выполнении простых заданий, например, при прослушивании сказок.

Затем исследователи протестировали их новое программное обеспечение на группе испытуемых и обнаружили, что оно смогло точно определить соответствующие регионы в мозге даже несмотря на индивидуальные особенности.

"Ситуацию можно сравнить с тем, что происходит в астрономии, где наземные телескопы производили относительно размытые изображения неба до появления более современной адаптивной оптики и космических телескопов", — говорит автор исследования Мэттью Глассер (Matthew Glasser) из Медицинской школы Вашингтонского университета.

В течение долгого времени учёные стремились разграничить различные зоны мозга и их функции, но на помощь в этом приходили лишь предположения и гипотезы. В 1800-е годы так называемые френологи поделили орган на разделы, которые контролируют определённые чувства и черты характера.

Так, область, отвечающая за деструктивность находилась где-то над ухом человека, а черта "родительской любви" на затылке. В настоящее время эта область исследований давно заброшена, и другие методы изучения организма человека продвинулись куда дальше в познании мозга.

Так, например, в 1909 году немецкий невролог Корбиниан Бродман опубликовал, пожалуй, наиболее известную карту мозга, основанную на открытии, которое позволило различить области, состоящие из различных типов клеток.

Карта Бродмана, которая разделила кору головного мозга на несколько десятков зон, используется и сегодня. Так, что учёным уже было ориентировочно известно, какие регионы контролируют, скажем, зрение, слух или определяет аспекты личности.

Карта Бродмана, которая разделила кору головного мозга на несколько десятков зон, используется и сегодня

Но новая карта "должна помочь учёным объяснить, как развивалась кора мозга и роль её специализированных областей в здоровье и различных заболеваниях", говорит Брюс Катберт (Bruce Cuthbert) из Национальных институтов здоровья США (NIH). Именно NIH финансировал последнюю работу, результатом которой и стала самая точная карта.

Учёны уверены, что новая карта станет большим преимуществом для исследователей, изучающим такие расстройства как аутизм, шизофрения, слабоумие или эпилепсия. Специалисты смогут использовать карту для понимания особенностей мозга разных пациентов с такими заболеваниями и сопоставлять с данными здоровых людей. Кроме того, карта поможет ускорить расшифровку механизмов работы здорового мозга.

Результаты исследования были опубликованы в научном издании Nature.





Источник

 

Сайты партнеры

 

 

Фантастика
детектив

 

 

Неоднозначное мироздание

 

costroma.k156.ru

 

 

 

(с) ООО "Новый город".
Создание сайта - веб студия Новый город