محققان ساختار ژنتیکی و سلولی مغز نخستی‌های انسان و غیرانسان را ترسیم کرده‌اند و بینش عمیق‌تری درباره عملکرد مغز و درمان‌های بالقوه برای اختلالات ارائه می‌دهند. این تحقیق، بخشی از ابتکار BRAIN®، شامل 24 مقاله است و نوید پیشرفت های دگرگون کننده در علوم اعصاب را می دهد.
نقشه های سلولی با جزئیات باورنکردنی به هموار کردن راه برای نسل جدیدی از درمان ها کمک می کند.
گروهی از دانشمندان بین المللی ساختار ژنتیکی، سلولی و ساختاری مغز انسان و نخستی های غیرانسان را ترسیم کرده اند. این درک از ساختار مغز، از طریق تامین مالی به دست آمده است موسسه ملی بهداشت کاوش مغز با پیشبرد فناوری های عصبی نوآورانه® Initiative یا The BRAIN Initiative®، درک عمیق تری از اساس سلولی عملکرد و اختلال عملکرد مغز را امکان پذیر می کند و به هموار کردن راه برای نسل جدیدی از درمان های دقیق برای افراد مبتلا به اختلالات روانپزشکی و سایر اختلالات مغزی کمک می کند. یافته‌ها در مجموعه‌ای از 24 مقاله آمده است علوم پایه، پیشرفت علمیو پزشکی ترجمه علمی.
جاشوا آ. گوردون، دکترا، مدیر مؤسسه ملی سلامت روان، گفت: «نقشه‌برداری از چشم‌انداز سلولی مغز گامی حیاتی به سوی درک چگونگی عملکرد این اندام حیاتی در سلامت و بیماری است. این اطلس‌های سلولی جدید و دقیق از مغز انسان و پستانداران غیرانسان، مبنایی برای طراحی درمان‌های جدید است که می‌تواند سلول‌ها و مدارهای مغزی خاص درگیر در اختلالات مغزی را هدف قرار دهد.
یافته ها و بینش های کلیدی
24 سند در این آخرین شبکه شمارش سلول ابتکاری مغز (BICCN) این مجموعه تنوع بسیار پیچیده ای از سلول ها را در مغز انسان و پستانداران غیرانسان توصیف می کند. این مطالعات شباهت‌ها و تفاوت‌هایی را در نحوه سازماندهی سلول‌ها و نحوه تنظیم ژن‌ها در مغز انسان و پستانداران غیرانسان شناسایی کردند. مثلا:
- سه مقاله در این مجموعه اولین اطلس سلولی در مغز یک فرد بالغ را ارائه می دهد که باید نقشه برداری شود رونویسی و اپی ژنومیک چشم انداز مغز رونوشت مجموعه کاملی از بیان ژن در یک سلول است که حاوی دستورالعمل هایی برای ساخت پروتئین ها و سایر محصولات سلولی است. اپی ژنوم به تغییرات شیمیایی سلول اشاره دارد DNA و کروموزوم ها، که نحوه بیان اطلاعات ژنتیکی سلول را تغییر می دهند.
- در مقاله‌ای دیگر، مقایسه خواص سلولی و مولکولی مغز انسان و مغز چندین پستاندار غیرانسان (شامپانزه، گوریل، ماکاک و مغز مارموست) شباهت‌های واضحی را در انواع، نسبت‌ها و سازمان فضایی سلول‌ها نشان داد. قشر مغز انسان و پستانداران غیر انسانی مطالعه بیان ژن سلول قشر مغز عرضی انواع نشان می‌دهد که تغییرات نسبتاً کوچک در بیان ژن در اصل و نسب انسان منجر به تغییراتی در سیم‌کشی عصبی و عملکرد سیناپسی شده است که احتمالاً به شکل‌پذیری بیشتر مغز در انسان اجازه می‌دهد و از توانایی مغز انسان برای سازگاری، یادگیری و تغییر پشتیبانی می‌کند.
- مطالعه‌ای که چگونگی تغییر سلول‌ها در نواحی مختلف مغز در مارموست‌ها را بررسی می‌کند، نشان می‌دهد که بین خواص سلول‌های مغز بالغ و ویژگی‌های آن سلول‌ها در طول رشد، ارتباط وجود دارد. این پیوند نشان می‌دهد که برنامه‌ریزی رشد در سلول‌ها به هنگام شکل‌گیری و حفظ آن‌ها در بزرگسالی ساخته می‌شود، و برخی از ویژگی‌های سلولی مشاهده‌شده در بزرگسالان ممکن است در اوایل زندگی منشا داشته باشند. این یافته می تواند به بینش های جدیدی در مورد رشد و عملکرد مغز در طول زندگی منجر شود.
- مطالعه آناتومی و فیزیولوژی نورون ها در بیرونی ترین لایه نئوکورتکس – بخشی از مغز که در عملکردهای درجه بالاتری مانند شناخت، کنترل حرکتی و زبان نقش دارد – تفاوت هایی را در مغز انسان و موش نشان داد که این منطقه را نشان می دهد. ممکن است یک کانون تکاملی باشد، با تغییراتی که در انسان ها منعکس کننده نیازهای نظارتی بالاتر مدارهای پیچیده تر مغز انسان است.
هدف اصلی BICCN، تلاشی نوآورانه برای درک ساختار سلولی مغز، ایجاد فهرستی جامع از سلول‌ها در مغز است – جایی که قرار دارند، چگونه رشد می‌کنند، چگونه با هم کار می‌کنند و چگونه فعالیت خود را تنظیم می‌کنند. – برای درک بهتر چگونگی ایجاد، پیشرفت و درمان اختلالات مغزی.
دکتر جان نگای، مدیر ابتکار NIH BRAIN، گفت: این مجموعه از تحقیقات نشان دهنده یک دستاورد قابل توجه در روشن کردن پیچیدگی مغز انسان در سطح سلولی است. همکاری های علمی که از طریق BICCN شکل گرفته است، زمینه را با سرعتی نمایی پیش می برد. پیشرفت – و احتمالات – به سادگی نفس گیر هستند.
شمارش انواع سلول های مغزی در مغز انسان و پستانداران غیرانسان ارائه شده در این مجموعه مقالات به عنوان یک گام کلیدی در جهت توسعه درمان های مغز در آینده عمل می کند. این یافته‌ها همچنین شبکه اطلس سلولی ابتکار مغز را آغاز می‌کند، پروژه‌ای دگرگون‌کننده که همراه با دو پروژه بزرگ دیگر – ابتکار BRAIN Initiative Connectivity Across Scales و Armamentarium for Precision Access to Brain Cell – با هدف ایجاد انقلابی در تحقیقات علوم اعصاب با روشن کردن بنیادی است. اصول حاکم بر مبنای اساسی رفتار و اطلاع رسانی رویکردهای جدید برای درمان اختلالات مغزی انسان.
