Возможность всесторонне отображать архитектуру связей между нейронами в мозге приматов уже давно оказалась недостижимой для ученых. Но новое исследование, проведенное в Японии с участием нейробиологов из лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL), привело к трехмерной реконструкции мозга мартышки, а также к информации о связях нейронов во всем мозге, которая предлагает беспрецедентный уровень детализации..
Исследование представило новую методологию, сочетающую экспериментальный и вычислительный подходы, которая помогает объяснить значительные различия между отдельными мозгами. Он позволяет синтезировать уникальные карты связей мозга в единый эталонный мозг. Полученный набор данных для мозга мартышек является идеальной отправной точкой для дальнейших исследований, и ученые считают, что они могут дать представление о нейронных связях человека.
CSHL Профессор Партха Митра, который разработал концепцию и совместно руководил исследованием в рамках исследования Brain/MINDS, проводимого в Центре исследований мозга RIKEN в Японии, объясняет, что конечной целью любого крупномасштабного исследования мозга является получение дополнительных сведений. об архитектуре человеческого мозга и о том, как болезнь может повлиять на него. Для этого ученые должны изучить мозг, похожий на человеческий.
Архитектура мозга мартышек больше похожа на человеческую, чем мозг мыши, который был в центре внимания подобных усилий в прошлом. В то время как мыши в настоящее время являются основой для моделирования заболеваний человека, появление мартышек, моделирующих неврологические расстройства человека, сделало мартышек объектом новых исследований.
Среди приматов относительно небольшой мозг мартышек поддается тщательному картированию нейронных связей. И по сравнению с широко изученными приматами, такими как макаки, мартышек легче изучать, потому что поверхность их мозга более плоская, чем более складчатая поверхность коры у более крупных приматов.
Результаты нового исследования Митры и его коллег подробно описаны в журнале eLife.
«Исследования связности мозга уже проводились у мартышек, - объясняет Митра. «Но у нас не было полных трехмерных цифровых наборов данных, показывающих паттерны связи в нескольких целых мозгах с разрешением светового микроскопа. Данные, которые у нас есть сейчас, совершенно беспрецедентны по масштабу и информационному содержанию».
Используя эти новые данные и подход в качестве основы, Митра и другие нейробиологи стали на один шаг ближе к пониманию сложных нейронных связей в мозгу приматов и человека. Есть надежда, что это направление исследований в конечном итоге приведет к фундаментальным терапевтическим достижениям в лечении болезней человека.