Ученые создали первую карту нервной системы живого организма

Исследователи описывают это достижение как важную веху в так называемой области коннектомики

0 1 463

Мозг — безусловно, наш самый сложный орган, с его миллиардами и миллиардами нейронов, которые общаются друг с другом через обширную сеть синаптических связей. Но есть более простые способы улучшить наше понимание, чем составление карт этой невероятно сложной сети. Ученые взяли миллиметрового круглого червя, известного как Caenorhabditis elegans, которого ранее использовали в качестве модели для изучения человеческого мозга в течение некоторого времени, и составили то, что они называют первой полной картой всей его нервной системы.

Причина, по которой нервная система C. elegans стала популярной моделью для изучения человеческого мозга, в значительной степени обусловлена ​​его относительной простотой. Если человеческий содержит около 100 миллиардов нейронов, то C. elegans нужно всего 302 нейрона, чтобы двигаться, есть пищу и держаться подальше от опасностей. Кроме того, удобно, что он содержит много одинаковых молекул, обнаруженных в нервной системе человека.

Полная диаграмма этих нейронов и их связей известна как коннекто́м, и этот вид нейронной карты может помочь нам понять роль, которую они играют в управлении определенным поведением у C. elegans. В свою очередь, это может просветить наше понимание нервной системы человека и того, что происходит, когда эти связи разрушаются. Это представляет особый интерес для отрасли научных исследований, посвященной изучению взаимосвязи между ошибочными связями и неврологическими расстройствами, такими как шизофрения, депрессия и аутизм.

Руководителем исследования в австралийском университете Монаш является профессор Алекс Форнито, чья команда в Лаборатории мозга и психического здоровья использует передовые технологии визуализации, чтобы отобразить связи между нейронами человеческого мозга и лучше понять его связь со здоровьем и болезнями. Он уподобляет полный человеческий коннектом Проекту Человеческого Генома с с точки зрения научной деятельности.

Смотрите также  Ученые выявили групповое принятие решений у диких цесарок

« представляет собой тесно связанную сеть клеток, и то, как разные соединяются и взаимодействуют друг с другом, порождает все наши мысли, эмоции и поведение», — говорит Алекс Форнито. «Из этого следует, что изменения в нейронных связях должны быть тесно связаны с риском возникновения психических заболеваний. Эти изменения, вероятно, будут неуловимыми, поскольку их часто нельзя увидеть невооруженным глазом при сканировании мозга, и они являются продуктом сложного взаимодействия между генами, окружающей средой и развитием».

Ученые фактически опубликовали карту нервной системы C. elegans еще в 1986 году. Работа включала нейронных структур на тысячах изображений и ручное соединение точек, создавая сеть из примерно 5000 связей между структурами на одном изображении. Эта работа имела решающее значение для того, чтобы сделать червя популярной моделью для изучения биологии человека, но карта не была слишком подробной, а только описывающей нервную систему червя и исключающей большие участки тела.

Теперь ученые объединили эти старые изображения круглых червей с новыми, а затем использовали специально разработанное программное обеспечение для их сшивания, формируя полные монтажные схемы для обоих полов C. elegans. К ним относятся все связи между нейронами и мышцами червя, такими тканями, как кишечник и кожа, и синапсами между мышечными клетками.

Исследователи описывают это достижение как важную веху в области коннектомики, и говорят, что полная диаграмма может служить отправной точкой для дальнейшего изучения того, как эти нейронные связи контролируют поведение червя. А благодаря молекулам, которые он разделяет с нервной системой человека, это может помочь нам лучше понять это и, возможно, даже открыть новые терапевтические методы лечения некоторых неврологических состояний в дальнейшем.

Смотрите также  Простые морские анемоны оказались совсем не простыми

Но до этого еще далеко. Ученые говорят, что полный человеческий коннектом — это вполне реалистичная цель, но через много лет, а может и десятилетий. Но каждый раз, когда мы углубляем наше понимание мозга, мы приближаемся к новым методам лечения неврологических расстройств, которые не изменяют в целом, как это делают современные лекарства, а вместо этого обнуляют конкретную причину.

«В принципе, если мы сможем лучше понять, как нейронная связь влияет на риск возникновения психических заболеваний, и если мы сможем определить, какие именно нейронные цепи являются наиболее актуальными, мы могли бы разработать новые методы лечения, которые точно нацелены на механизмы, вызывающие начало заболевания» — говорят исследователи.

 

Войти с помощью: 
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Будем рады вашим мыслям, пожалуйста, прокомментируйте.x
()
x