Исследователи обнаружили уникальное происхождение нейронов в человеческом мозге

Новое исследование ученых Калифорнийского университета в Сан-Диего выявило уникальные тормозные нейроны в переднем мозге человека, что позволило улучшить модели функционирования мозга и заболеваний, а также показало, что некоторые нейроны имеют общие линии развития. Это открытие имеет важное значение для понимания заболеваний головного мозга.

Группа ученых из Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего открыли новые сведения о развитии переднего мозга человека. Они провели исследование, которое позволило по-новому понять, как развивается передний мозг человека. В исследовании также представлены доказательства существования источника тормозных нейронов (dInN) в человеческом мозге, который отличается от происхождения у других видов, таких как мыши, которых используют в исследованиях мозга.

Передний мозг, или кора головного мозга, — это самая большая часть мозга, отвечающая за широкий спектр функций, начиная от когнитивного мышления, зрения, внимания и заканчивая памятью. Нейроны — это клетки, которые служат отдельными цепями мозга. Тормозные нейроны обычно функционируют как своего рода нейронный «выключатель», в отличие от возбуждающих нейронов — «включателей».

«У человека, по сравнению с грызунами, вероятно, очень большая и морщинистая кора головного мозга, которая поддерживает более высокие когнитивные функции», — пояснил Глисон. Исследование позволило углубить понимание структуры человеческого мозга на клеточном уровне. Тормозные нейроны у мышей имеют происхождение из глубины развивающегося мозга. Нынешнее исследование проверяет эту модель на практике, оценивая клеточную линию.

Исследователи обнаружили у людей существование dInNs, которые отсутствуют у мышей. По их словам, обнаружение доказательств существования этого специфического типа нейронов у людей открывает путь к более глубокому пониманию того, как устроен человеческий мозг.

«Мы ожидаем, что dInNs поддержат новые, более точные модели человеческого мозга, — сказал Глисон. — Эта обновленная модель мозга может помочь объяснить происхождение некоторых заболеваний, таких как эпилепсия, шизофрения или аутизм». Группа была особенно заинтересована в том, чтобы проследить за родословной мозаичных вариантов клеток мозга.

«Если две клетки имеют одну и ту же материнскую клетку, мы говорим, что у них одна линия. Если две отдельные клетки имеют один и тот же мозаичный вариант, значит, они родились от общей материнской клетки, которая передала его всем своим «дочерям». Таким образом, мозаичные варианты в клетках работают как фамилии у людей», — говорят исследователи.

Они получили прямой доступ к мозгу двух нейротипичных доноров, умерших по естественным причинам. Они использовали мозаичные варианты, чтобы проследить, откуда взялись эти клетки, выявить родственные клетки, родившиеся в той же области мозга, и определить, насколько далеко каждая «фамилия» распространилась по мозгу.

Ими было обнаружено, что некоторые тормозные и возбуждающие нейроны, по сути, имеют одну и ту же «фамилию», что, по словам Чанга, означает, что эти два типа нейронов имеют общую родословную. Вероятно, эти два типа разветвились на поздних этапах эмбрионального развития мозга, добавил он, отметив, что подобная клеточная связь не встречается у других видов.

«Мы надеемся, что наша работа поможет другим исследователям создать более совершенные модели неврологических заболеваний, а также выяснить, какие типы заболеваний мозга могут быть следствием нарушения развития», — заключил Глисон.

Из искусственного интеллекта создали нейронные связи прямо как в головном мозге человека. Согласно исследованию, проведенному учеными из Университетского колледжа Лондона, недавние достижения в области генеративного искусственного интеллекта помогли объяснить, как воспоминания позволяют нам познавать мир, заново переживать события прошлого и получать совершенно новый опыт в процессе воображения и планирования.