แผนที่สมองมนุษย์ที่ละเอียดที่สุดในประวัติศาสตร์

นักวิทยาศาสตร์ ได้เปิดเผยแผนที่สมองมนุษย์ผู้ใหญ่ที่ละเอียดที่สุดเท่าที่เคยมีมา โดยเผยให้เห็นการจัดเรียงและการทำงานของเซลล์สมอง 3,300 ชนิด

เซลล์เพอร์กินเจ ซึ่งเป็นเซลล์ประสาทขนาดใหญ่ในสมองน้อย ตั้งอยู่ที่ด้านหลังและด้านล่างของสมอง ภาพ: Steve Gschmeissner/Science Photo Library — เซลล์เพอร์กินเจ ซึ่งเป็นเซลล์ประสาทขนาดใหญ่ในสมองน้อย ตั้งอยู่ที่ด้านหลังและด้านล่างของสมอง ภาพ: *Steve Gschmeissner/Science Photo Library*

งานวิจัยใหม่นี้ ซึ่งทำแผนที่เซลล์สมองมนุษย์ ได้รับการตีพิมพ์เมื่อวันที่ 12 ตุลาคม ในวารสาร 3 ฉบับ ได้แก่ Science, Science Advances และ Science Translational Medicine "งานวิจัยนี้ไม่ใช่แค่แผนที่โลก แต่มันเปิดโลกทัศน์ใหม่อย่างแท้จริงที่เราสามารถศึกษาสมองของสัตว์ด้วยความละเอียดระดับเซลล์ที่สูงมาก ซึ่งก่อนหน้านี้ไม่เคยทำได้มาก่อน" เอ็ด ไลน์ นักประสาทวิทยาประจำสถาบันอัลเลนเพื่อวิทยาศาสตร์สมอง และหัวหน้าทีมวิจัยทั้ง 5 ฉบับกล่าว

งานวิจัยใหม่นี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการสำคัญของสถาบันสุขภาพแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (NIH) ซึ่งเริ่มต้นในปี 2017 เพื่อจัดทำรายการสมองของหนู มนุษย์ และไพรเมตที่ไม่ใช่มนุษย์

เซลล์ที่ถูกสร้างขึ้นประกอบด้วยเซลล์ประสาท ซึ่งเป็นเซลล์สมองที่สื่อสารกันผ่านสัญญาณไฟฟ้าและเคมี และเซลล์อื่นๆ ในจำนวนใกล้เคียงกัน สมองของผู้ใหญ่ประกอบด้วยเซลล์ประสาทประมาณ 86,000 ล้านเซลล์ บวกหรือลบ 8,000 ล้านเซลล์ และเซลล์อื่นๆ อีกประมาณ 84,000 ล้านเซลล์

ทีมวิจัยใช้เทคนิคที่เรียกว่าทรานสคริปโตมิกส์ (transscriptomics) เพื่อจัดทำรายการ RNA ทั้งหมดในแต่ละเซลล์ RNA เป็นโมเลกุลทางพันธุกรรมที่ทำหน้าที่สั่งการในการสร้างโปรตีนและหน้าที่สำคัญอื่นๆ พวกเขายังใช้อีพิเจเนติกส์เพื่อตรวจสอบสัญญาณเคมีที่อยู่เหนือ DNA และควบคุมวิธีการใช้ยีน การศึกษาแต่ละชิ้นที่รวมอยู่ในโครงการนี้ประกอบด้วยข้อมูลจากเซลล์สมองหลายแสนเซลล์ไปจนถึงหลายล้านเซลล์

ด้วยการผสมผสานเทคนิคเหล่านี้ ทีมงานจึงได้สร้างแผนที่เซลล์ของสมองมนุษย์ที่กำลังพัฒนาและสมองผู้ใหญ่ รวมถึงสมองของไพรเมตกลุ่มอื่นๆ เช่น มาร์โมเซต ( Callithrix ) และลิงแสม ( Macaca ) จากนั้น พวกเขาสามารถเปรียบเทียบสมองมนุษย์และไพรเมตได้โดยตรง เผยให้เห็นว่าเซลล์หลายประเภทในสมองมนุษย์ก็พบในชิมแปนซีและกอริลลาเช่นกัน แต่ถึงแม้จะมีเซลล์ประเภทเดียวกัน แต่กิจกรรมของยีนในเซลล์เหล่านี้ในมนุษย์และไพรเมตกลับแตกต่างกันมาก นำไปสู่ความแตกต่างในการประสานงานของเซลล์

แม้ว่าจะมีรายละเอียดที่ไม่เคยปรากฏมาก่อน แต่แผนที่สมองมนุษย์เป็นเพียงฉบับร่างแรกของทีม ต่อไป พวกเขาต้องการถอดรหัสการทำงานของเซลล์สมองที่เพิ่งค้นพบ ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ลึกลงไปในสมอง ในโครงสร้างต่างๆ เช่น ก้านสมอง พวกเขายังต้องการทำความเข้าใจว่ากิจกรรมของยีนในเซลล์ต่างๆ มีส่วนทำให้เกิดโรคทางระบบประสาทอย่างไร

ทูเทา (อ้างอิงจาก Live Science )

ลิงค์ที่มา