Автор: Екатерина Шахбазян
Первый обзор, в котором мы постарались собрать новости за сентябрь из мира нейронаук, которые важны для понимания перспектив оцифровки сознания и моделирования умственных процессов.
В начале сентября в Сучжоу в Китае был запущен крупнейший в мире центр по картированию мозга, располагающий около 50 системами, которые автоматизировано выполняют весь цикл: нарезку мозга на тонкие пластины, оцифровка и восстановление 3-D изображения. Институт сотрудничает со Стэнфордским университетом в Калифорнии, Лабораторией в Колд-Спринг-Харбор и институтом Аллена и уже сейчас претендует на роль ведущего международного центра в области картирования нейронных связей.
Тем временем нейробиологи из более чем двадцати научных учреждений Европы и США объединились в проект International Brain Laboratory, чтобы понять как мозг принимает решения. Создатели проекта, который получил финансирование в $14 млн от Simons Foundation и Wellcome Trust, уверены, что смогут решить проблему разницы в экспериментах и методах анализа данных, что позволит свободно сравнивать результаты и выстраивать достоверную картину происходящего в мозге.
Группа исследователей из Института биологических исследований Солка и Калифорнийского университета в Сан-Диего нашла способ определить различия на молекулярном уровне между нейронами. С помощью микроскопа увидеть морфологические различия между нейронами не всегда удается. Метод определения концентрации РНК внутри отдельных нейронов для определения их вида может быть неточен, так как этот показатель зависит от внешних условий клетки. Поэтому ученые предложили новый метод, который учитывает индивидуальный профиль метилирования нейронов. Анализ нескольких тысяч нейронов из префронтальной коры человека и мыши обнаружил, что многие типы популяций нейронов совпадают, однако в человеческом образце разнообразие нейронов больше. В мозге сотни, если не тысячи типов клеток, которые имеют разные функции и поведение и очень важно понимать принципы их работы, чтобы разобраться как устроен мозг.
Автоматизация некоторых рутинных лабораторных процедур стала возможна благодаря команде ученых во главе с профессором Саймоном Шульцем и доктором Лукой Аннеккино из Имперского колледжа Лондона. Они разработали робота и программное обеспечение, которые могут автоматизировано проводить измерения электрической активности отдельных нейронов в мозге живых мышей. Это — первая полностью автоматизированная платформа с подобными задачами. Метод локальной фиксации потенциала — золотой стандарт изучения поведения отдельных нейронов в различных ситуациях, например, при стрессе или обучении. Техника позволяет отслеживать электрическую активность отдельного нейрона в живом мозге, что дает ученым возможность делать выводы о роли электрических сигналов в развитии нейродегенеративных заболеваний.
Для правила Дональда Хебба “fire together wire together” (между клетками, которые возбуждаются одновременно, возникает прочная связь) найдено исключение. Новая работа обнаружила в области CA1 гиппокампа пластичность, закрепляющая связи между нейронами, активности которых происходили с разницей во времени в несколько секунд и не были причинами друг друга. Это исследование помогает лучше понять принципы пластичности мозга и молекулярные механизмы обучения.
Завершим краткий обзор словами партнера фонда Atlas Venture Брюса Буса, который в авторской колонке в Forbes в сентябре заявил, что “наступили удивительные времена для нейронаук. Мозг — это последняя вершина. Нам нужны смелые первопроходцы в науке и предпринимательстве, чтобы завоевать ее с помощью новых методов. И венчурные инвесторы готовы взять на себя расходы на эти экспедиции”.
