Интересное

От рождения до 100 лет: появился подробный атлас развития мозга человека

Виктор05 мин.
Исследователи из Университета Джонса Хопкинса создали первый в истории атлас функциональной организации мозга — карту того, как разные его отделы взаимодействуют между собой на протяжении всей человеческой жизни

Что случилось

  • Ученые медицинского центра Джона Хопкинса и Института геномных наук при Медицинской школе Университета Мэриленда опубликовали свою работу в Nature. Цель исследования — понять, как формируется неокортекс на клеточном уровне (эволюционно самая молодая и функционально развитая часть коры головного мозга млекопитающих, у человека занимает около 90–95% всей коры), и выявить признаки самых ранних стадий задержки развития и заболеваний головного мозга. Эта работа представляет собой сборник данных с визуальным наполнением.

    Пример визуальных данных из исследования: аспекты нейрогенеза неокортекса в зависимости от времени и места развития (Фото: NeMO Analytics / Nature)

  • В основе атласа — данные почти по 30 млн клеток и МРТ 3600 человек, включая 16-дневных младенцев и 100-летних людей. Ученые отслеживали так называемую функциональную связность — степень синхронизации между удаленными друг от друга зонами мозга.
  • Для сравнения: человеческий мозг содержит около 170 млрд клеток суммарно, включая примерно 86 млрд нейронов. Новый атлас работает не на уровне отдельных нейронов, а на уровне крупных функциональных зон коры — их нескольких сотен. Это примерно как составить карту городов и транспортных маршрутов страны, не зная при этом каждой улицы. Детальная «карта улиц» мозга до сих пор остается делом будущего.
  • Атлас описывает три главные функциональных оси. Ключевая из них — от сенсорных зон к ассоциативным: на одном полюсе находятся области, обрабатывающие сигналы органов чувств, на другом — те, что отвечают за абстрактное мышление. Контраст между этими полюсами становится более выраженным в детстве и подростковом возрасте, достигая пика примерно в 19 лет. Это показывает, как происходит развитие мозга.
  • Исследователи также обнаружили, что молодые люди, чья ось «сенсорная — ассоциативная связь» точно соответствовала паттернам, наблюдаемым в среднем по популяции, демонстрировали лучшие когнитивные способности, чем молодые люди, у которых этот показатель был менее близок к среднему.
  • Отдельная ось, описывающая области, участвующие в когнитивном контроле и формировании ментальных представлений об информации, была связана с ранним развитием двигательных навыков. Это позволяет предположить, что различные функциональные паттерны становятся более значимыми на разных этапах жизни.
  • Исследователи также обнаружили, что созревание нейронов в неокортексе становилось все длиннее в ходе эволюции. У мышей этот процесс занимает несколько недель, у человека — многие годы. Именно это, по мнению ученых, и дало нам способность к сложному социальному поведению, обучению и адаптации, но это же и создало временной зазор для генетических поломок.

    • Как различные элементы генома используются при формировании нейронов в мозге мыши (слева), обезьяны (в центре) и человека (справа). Каждая крошечная точка — это отдельная клетка в развивающемся неокортексе (Фото: Карло Колантуони, Ph.D., профессор неврологии в Университете Джонса Хопкинса и Университете Мэриленда, автор исследования)

    Что это значит

    Атлас может оказаться полезным инструментом для понимания того, когда именно возникают нарушения развития и нейродегенеративные заболевания и отличия — такие как болезнь Альцгеймера или аутизм.

    Следующим шагом исследователи планируют изучить, как эти связи выглядят у разных групп людей.

    Также стоит отметить, что ученые открыли доступ к данным для всех специалистов и добавили их в большой проект Nature.


    Источник: https://trends.rbc.ru/trends/innovation/69c66ce19a794740df03f9b5

    Подписаться
    Уведомить о
    guest

    0 Комментарий
    Межтекстовые Отзывы
    Посмотреть все комментарии

    Похожие материалы