De meest gedetailleerde kaart van het menselijk brein ooit.

Wetenschappers hebben de meest gedetailleerde kaart van het volwassen menselijk brein tot nu toe onthuld, waarop de structuur en functie van 3300 verschillende soorten hersencellen te zien zijn.

Purkinje-cellen, grote neuronen in het cerebellum, bevinden zich aan de achterkant en onderkant van de hersenen. Foto: Steve Gschmeissner/Science Photo Library — Purkinje-cellen, grote neuronen 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 werd uitgevoerd als onderdeel van een groot project van de Amerikaanse National Institutes of Health (NIH). Het project, dat in 2017 van start ging, had als doel cellen in 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 andere cellen in ongeveer gelijke aantallen. Een volwassen menselijk brein bevat ongeveer 86 miljard neuronen, met een marge van 8 miljard, en ongeveer 84 miljard andere cellen.

Het team van wetenschappers gebruikte transcriptietechnieken om alle RNA in elke cel in kaart te brengen. RNA is het genetische molecuul dat instructies bevat voor het maken van eiwitten en het uitvoeren van diverse andere belangrijke taken. Ze gebruikten ook epigenetische technieken om de chemische signalen bovenop het DNA te onderzoeken en te bepalen hoe genen worden gebruikt. De afzonderlijke studies in het project bevatten gegevens van honderdduizenden tot miljoenen hersencellen.

Door deze technieken te combineren, creëerde het onderzoeksteam cellulaire kaarten van de zich ontwikkelende en volwassen menselijke hersenen, evenals de hersenen van verschillende andere primatengroepen, zoals doodshoofdapen ( Callithrix ) en makaken ( Macaca ). Van daaruit konden ze de menselijke en primatenhersenen rechtstreeks met elkaar vergelijken, waaruit bleek dat veel van de celtypen in de menselijke hersenen ook voorkomen bij chimpansees en gorilla's. Maar ondanks het delen van dezelfde celtypen, is de genactiviteit van deze cellen bij mensen en primaten heel verschillend, wat leidt tot verschillen in celcoördinatie.

Ondanks de ongekende gedetailleerdheid is de kaart van het menselijk brein slechts een eerste schets van het onderzoeksteam. Vervolgens willen ze de functie ontcijferen van de nieuw ontdekte cellen in de hersenen, 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