Создана самая подробная карта ключевой области мозга, связанной с болезнью Паркинсона, болезнью Альцгеймера, шизофренией и аутизмом

МАДРИД. — Если вы читаете эту статью, то это потому, что ваши базальные ганглии позволили вам это сделать. Эти небольшие структуры, расположенные в центре человеческого мозга, в совокупности не превышают по размеру двух виноградин, но играют ключевую роль в произвольных движениях, принятии решений, формировании поведенческих привычек и возникновении чувств. Этот небольшой центр управления также связан со многими заболеваниями мозга — от болезни Паркинсона и Альцгеймера до аутизма и шизофрении, включая различные формы зависимости. Это идеальное место, чтобы начать картировать человеческий мозг с беспрецедентной глубиной, и именно это в четверг опубликовал большой консорциум ученых из девяти стран: первый атлас, описывающий клетки базальных ганглиев человека, а также трех других млекопитающих — макак, тити и мышей. Это самая обширная из когда-либо опубликованных межвидовых карт данной области мозга, и её создатели надеются, что она поможет понять как нормальное функционирование мозга, так и многочисленные заболевания, поражающие его. «Одной из главных надежд неврологии является более глубокое понимание психических заболеваний путём выявления того, какие клетки в каких областях мозга участвуют в развитии каждого из них». Этот новый атлас представляет собой самый обширный каталог типов клеток базальных ганглиев и прокладывает путь к будущей глобальной карте, включающей все типы клеток человеческого мозга — вселенной, насчитывающей более 85 миллиардов нейронов и триллионы связей между ними. «» «Диагноз шизофрении или биполярного расстройства по-прежнему является разрушительным приговором на всю жизнь; люди с нейродегенеративными заболеваниями также испытывают огромные страдания и, к сожалению, умирают преждевременно из-за этих болезней», — утверждает Эван Макоско, доцент кафедры психиатрии и нейробиологии Гарвардской медицинской школы и соавтор новой карты. «Эта область мозга является главным центром заболеваний мозга обеих категорий», — добавляет он. «Исследователи проанализировали 25,5 миллиона клеток, полученных из мозгов человека (21 миллион), макак-крабоедов (три миллиона) и тити (1,5 миллиона)». Результаты были опубликованы вчера в рамках серии из 26 исследований в различных журналах группы «Cell». Этот новый атлас дополняет предыдущие атласы коры головного мозга человека и первый полный набросок строения человеческого мозга, при этом его важной особенностью является то, что в данном случае анализируются не только гены, активные в каждой клетке, но и эпигенетические механизмы, которые их регулируют, а также морфология, точные пространственные координаты клеток в мозге и их электрическая активность. Атлас является последним результатом мегапроекта «Brain», запущенного в США в 2014 году, в который на сегодняшний день вложено около 750 млн долларов США и конечной целью которого является создание полного перечня всех типов клеток человеческого мозга. «Чтобы понять, что на самом деле происходит в мозге, нам нужен точный перечень типов клеток и изучение экспрессии генов в каждом из них», — поясняет в пресс-релизе Хункуй Цзен, исполнительный вице-президент и директор по нейробиологии Института Аллена, одной из ведущих организаций, ответственных за проект. В создании нового атласа приняли участие сотни учёных из девяти стран и 50 научных учреждений. «Исследователи обнаружили новый тип клеток мозга, связанный со шизофренией и биполярным расстройством. Работа подчеркивает важность этого нового, редко встречающегося типа нейронов, экспрессирующих серотониновый рецептор HTR7 и связанных с повышенным риском развития шизофрении». Исследование позволяет отследить генетические признаки заболевания вплоть до вовлечённых в него клеток, что может способствовать более глубокому изучению болезни и даже избирательному лечению в будущем. «В другой работе описывается новая версия уже существующей генной терапии, которая уменьшает характерные для болезни Паркинсона треморы. Новый метод оказался более эффективным на животных моделях и менее инвазивным, чем методы лечения, которые в настоящее время применяются у людей. «Исследование, проведённое учёными из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, выявило значимые генетические изменения в определённых типах клеток базальных ганглиев, которые могут играть роль в развитии аутизма. Эти новые знания могут привести к разработке методов лечения и более глубокому пониманию этого неврологического расстройства». «Ряд работ посвящен изменениям в головном мозге с возрастом и тому, как их использовать для оценки старения этого органа. Ученые из Института Броуда обнаружили широко распространенные изменения в экспрессии генов, связанные со старением, которые специфически влияют на различные типы клеток. Это открытие позволяет предсказывать возраст человека на основе паттернов экспрессии генов в различных типах клеток головного мозга». «Другое исследование показывает, что соотношения различных типов клеток полосатого тела — крупнейшей структуры базальных ганглиев — значительно варьируются от человека к человеку. Исследователи провели секвенирование РНК из отдельных ядер в четырёх миллионах клеток полосатого тела и префронтальной коры, полученных из около 200 мозгов умерших взрослых. Результаты показывают, что, хотя доля различных типов клеток остаётся относительно постоянной в разных тканях мозга одного и того же человека, клеточный состав значительно варьируется от одного человека к другому. Эти различия были особенно заметны в ненейрональных клетках, таких как астроциты и микроглия. Также были выявлены возрастные изменения во всех исследованных областях мозга. Например, количество клеток, известных как прогениторные клетки олигодендроцитов, сокращается на 40 % в период с 30 до 80 лет». Испанский нейробиолог Рафаэль Юсте, исследователь из Колумбийского университета в Нью-Йорке, был одним из идеологов проекта Brain. Учёный отмечает, что, хотя в рамках этой инициативы ранее публиковались и другие атласы мозга, данный атлас является «самым исчерпывающим, а консорциум, ответственный за его создание, более масштабный, чем в предыдущих случаях». Исследователь подчеркивает важность идентификации всех типов клеток человеческого мозга, что «было мечтой Сантьяго Рамона-и-Кахаля». Испанский врач получил Нобелевскую премию по медицине в 1906 году за открытие структуры человеческого мозга и остальной части нервной системы, в основе которой лежат различные типы нейронов. Часть его открытий была посвящена полосатому телу — крупнейшей структуре базальных ганглиев. «Базальные ганглии — это сложная часть мозга с чрезвычайно запутанной нейронной схемой, которая до сих пор мало изучена», — признает Юсте в электронном письме. «Несмотря на это, они играют жизненно важную роль в нашем поведении, возможно, выбирая действия, которые мы хотим совершить, и подавляя другие, а также выделяя дофамин в другие части мозга для регулирования поведенческих изменений», — говорит он. Биолог Ана Белен Муньос Манчадо из Университета Кадиса подчеркнула, что базальные ганглии — это «одна из тех структур, где неврология и психиатрия, которые мы обычно рассматриваем как отдельные области, на самом деле изучают одну и ту же схему». Учёная заверила, что «ценность этого атласа заключается не только в переписи клеток, хотя это тоже важно, но и в инфраструктуре». До сих пор, пояснила она, каждая лаборатория называла типы клеток по-своему, и сравнивать два исследования было очень сложно. Этот атлас устанавливает общий язык: один и тот же тип клеток называется одинаково у человека, макака, тити и мыши, а кроме того, он предлагает различные уровни знаний о каждом из этих типов клеток, что облегчает их идентификацию другими лабораториями. «Мы находимся в тот момент, когда впервые располагаем технологиями и инструментами, способными дать ответы на вопросы о нервной системе, которые десятилетиями оставались без ответа», — заключил он. «© Все права на публикацию на всех языках мира защищены Ediciones EL PAÍS, S.L.U.»