Представлена подробная карта нейронных связей в мозге
Технологию разработали в The Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL). В ее основе лежит секвенирования ДНК, которое позволяет получать более четкие изображения связей между различными частями мозга. Ее детальное описание опубликовано в журнале Cell.
Нейронные связи обычно изучают с помощью флуоресцентных меток, которые вводятся в область мозга. Ученые могут использовать различные цветные красители для двух-трех его частей, а затем прослеживать связи в них. Чтобы найти дополнительные соединения, они повторяют аналогичные действия для различных областей.
Этот метод очень долгий и дорогостоящий. Кроме того, делая карту, ученые сталкиваются с несколькими проблемами: набор меток, подходят для этой работы, ограничен, а чтобы создать карту всего мозга, повторять одни и те же действия приходится сотни раз, используя новых лабораторных животных для каждого опыта.
Разработанный подход BRICseq позволяет создавать бесконечное количество меток. Ученые маркируют отдельные части мозга короткими нуклеотидной последовательности и получают своеобразные «штрих-коды», которые позволяют отделять одну клетку от другой. Затем они используют секвентрирование, чтобы проанализировать фрагменты мозговой ткани, считая каждый штрих-код сигналом клеточного связи.
«Разнообразие штрих-кодов действительно велико по сравнению с количеством цветов, которые мы можем использовать в исследованиях. Таким образом, мы действительно можем маркировать огромное количество нейронов и областей мозга у одного животного, что позволяет нам отображать проекции с нескольких областей», – говорит Лонгви Хуан, один из авторов исследования.
Эффективность метода проверили на мышах. Соединение, которое обозначало нейронные связи, ввели животным, сделав по 300-600 инъекций каждой. Через 44 часа мозг грызунов проанализировали, уделяя особое внимание связям между отдаленными областями.
Читайте также: 9 эмоций, которые наносят вред вашему здоровью
Полученная карта подробно отражала их и показала, как они коррелируют с активностью, генами и поведением отдельных животных. Причем ученые смогли сократить число испытуемых в несколько раз – это будет полезно, когда они перейдут к опытам на приматах.
Анатомические карты нужны, чтобы понять, как информация перетекает из одной области мозга в другую, как она обрабатывается нервной системой и как возникают психические расстройства. Ранее создание карт было недоступно для большинства исследовательских групп. Новый метод намного быстрее и дешевле, что позволяет отдельным лабораториям изучать, как возраст, пол, окружающая среда и генетика влияют на работу мозга, как нарушаются нейронные связи во время болезней.
Источник информации: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30624-3#secsectitle0020
