Первый большой шаг в создании карты человеческого мозга сделан Страница 1 из 2







Путь к пониманию человеческого мозга долгий и трудный, и один из краеугольных камней на этом пути — строительство базы данных. За последние несколько лет неврологи приступили к реализации нескольких амбициозных проектов, чтобы разобраться в связях нейронов, которые делают нас людьми и позволяют это осознавать. Генри Маркрам в Великобритании возглавляет Human Brain Project, план по строительству компьютерной модели мозга стоимостью в 1,3 миллиарда долларов. В США инициатива BRAIN (Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies) надеется своим собственным интересным образом создать карту динамической активности 86 миллиардов нейронов.

Теперь Алленовский институт наук о мозге, ключевой игрок инициативы BRAIN, запустил базу данных о нейронных типах клеток, которая выступает в качестве первого шага на пути к полному пониманию мозга. Это первый краеугольный камень в 10-летнем плане MindScope, который ставит целью определить работу системы зрения мыши и начинает с разработки функциональной таксономии всех различных типов нейронов в ее мозге.

«Большой план заключается в попытке понять, как работает мозг, — говорит Лидия Нг, директор по технологиям базы данных. — Типы клеток являются строительными блоками мозга и создание большой модели их совместного размещения поможет нам понять всю активность, которая протекает в процессе восприятия чего-то и создает действие, основанное на этом восприятии».







Allen Cell Types Database, алленовская база данных типов клеток, на первый взгляд, выглядит довольно просто. Первый выпуск включает в себя информацию всего о 240 нейронах из сотен тысяч в зрительной коре мыши с акцентом на электрофизиологию отдельных клеток: электрических импульсов, которые активируют нейрон, инициируя паттерн нервной деятельности, которая приводит к восприятию и действию. Но глубокое понимание этих отдельных клеток, достаточное, чтобы разложить их на более крупные категории, будет иметь решающее значение для понимания мозга как единого целого — что-то вроде периодической таблицы, которая была необходима для установки основных химических принципов.

Хотя исследователи прошли долгий путь в изучении мозга, большая часть информации, которая у них есть, представлена либо в виде большой картины, в форме функциональных сканов, отображающих активность областей мозга, либо в малых масштабах, вроде экспрессии нейротрансмиттеров и их рецепторов в отдельных нейронах. Но связь между этими двумя масштабами — как совместные действия миллиарды нейронов отражаются в паттернах активности и поведения — остается неясной. Неврологи даже не имеют четкого представления о том, как много существует разных типов клеток, а это важно для понимания их совместной работы. «Много фундаментальной информации просто отсутствует, — говорит Аллан Джонс, CEO проекта, — поэтому когда мы начали, мы сосредоточились на так называемом редукционистском подходе, пытаясь понять части целого».

Когда база данных будет полной, она первой в мире сможет собирать информацию с отдельных клеток по четырем простым, но важным параметрам: форма клетки, экспрессия гена, положение в мозге, электрическая активность. Пока институт отслеживает три из этих переменных, делая снимки в высоком разрешении десятков электрически стимулируемых нейронов с помощью светового микроскопа, тщательно отмечая их позицию в коре мозга мыши. «Первые выводы важны тем, что имеют конечное число классов. Мы можем логически разбить клетки на классы».



  • 217
  • 20/09/2016


Поделись



Подпишись



Смотрите также

Новое