Wetenschappers hebben de meest gedetailleerde kaart van het volwassen menselijk brein tot nu toe onthuld, waarop de structuur en functie van 3300 soorten hersencellen te zien zijn.
Purkinje-cellen, grote zenuwcellen in het cerebellum, bevinden zich aan de achterkant en onderkant van de hersenen. Foto: Steve Gschmeissner/Science Photo Library
Nieuw onderzoek naar de structuur van menselijke hersencellen werd op 12 oktober gepubliceerd in 21 artikelen in drie tijdschriften: Science, Science Advances en Science Translational Medicine . "Het is niet zomaar een atlas; het opent echt een geheel nieuw onderzoeksgebied waarin je dierenhersenen kunt bestuderen met een extreem hoge cellulaire resolutie, iets wat voorheen niet mogelijk was", aldus Ed Lein, neurowetenschapper bij het Allen Institute for Brain Science en hoofdauteur van vijf van de artikelen.
Het nieuwe onderzoek maakt deel uit van een groot project van de Amerikaanse National Institutes of Health (NIH), dat in 2017 van start ging en tot doel heeft de hersenen van muizen, mensen en niet-menselijke primaten in kaart te brengen.
De in kaart gebrachte cellen omvatten neuronen – hersencellen die communiceren via elektrische en chemische signalen – en ongeveer hetzelfde aantal andere cellen. Het volwassen brein bevat ongeveer 86 miljard neuronen, met een marge van 8 miljard, en ongeveer 84 miljard andere cellen.
Het team gebruikte een techniek genaamd transcriptomics om alle RNA in elke cel in kaart te brengen. RNA is een genetisch molecuul dat instructies bevat voor het maken van eiwitten en andere belangrijke taken. Ze gebruikten ook epigenetica om de chemische signalen te onderzoeken die zich bovenop het DNA bevinden en bepalen hoe genen worden gebruikt. De afzonderlijke studies in het project omvatten gegevens van honderdduizenden tot miljoenen hersencellen.
Door deze technieken te combineren, creëerde het team celkaarten van het zich ontwikkelende en volwassen menselijke brein, evenals van de hersenen van verschillende andere primatengroepen, zoals marmosetapen ( Callithrix ) en makaken ( Macaca ). Van daaruit konden ze de menselijke en primatenhersenen rechtstreeks met elkaar vergelijken, waaruit bleek dat veel van de celtypen in het menselijke brein ook aanwezig zijn in chimpansees en gorilla's. Maar ondanks de overeenkomende celtypen is de genactiviteit van deze cellen bij mensen en primaten heel verschillend, wat leidt tot verschillen in de manier waarop de cellen samenwerken.
Hoewel de kaart van het menselijk brein ongekend gedetailleerd is, is het slechts een eerste versie van het team. Vervolgens willen ze de functies van de nieuw ontdekte hersencellen ontcijferen, waarvan een groot aantal zich diep in de hersenen bevindt, in structuren zoals de hersenstam. Ze willen ook begrijpen hoe de genactiviteit van verschillende cellen bijdraagt aan de ontwikkeling van neurologische aandoeningen.
Thu Thao (volgens Live Science )
Bronlink
Reactie (0)