Биологи представили детальную карту связей мозга — Naked Science
Мария Кривоченко

Биологи представили детальную карту связей мозга

Новый метод делает создание карт значительно дешевле и позволяет показать самые дальние участки мозга.

Участок мозга мыши окрашивают для идентификации отдельных нейронов и всех их связей. Подсвеченные области представляют собой отдельный штрих-код ДНК. / © Лаборатория CSHL.
Участок мозга мыши окрашивают для идентификации отдельных нейронов и всех их связей. Подсвеченные области представляют собой отдельный штрих-код ДНК. / © Лаборатория CSHL.

Технологию разработали в лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL). В ее основе лежит секвенирование ДНК, которое позволяет получать более четкие изображения связей между различными областями мозга. Ее детальное описание опубликовано в журнале Cell.

Нейронные связи обычно изучают с помощью флуоресцентных меток, которые вводятся в область мозга. Ученые могут использовать разные цветные красители для двух-трех его частей, а затем прослеживать связи в них. Чтобы найти дополнительные соединения, они повторяют то же для других областей.

Этот метод слишком долгий и дорогой. Кроме того, делая карту, ученые сталкиваются с несколькими проблемами: набор меток, подходящих для этой работы, ограничен, а чтобы создать карту всего мозга, повторять одни и те же действия приходится сотни раз, используя новых лабораторных животных для каждого опыта.

Визуализация результатов BRICseq / © Лаборатория CSHL.

Разработанный подход BRICseq (расшифровывается как «секвентрирование нейронных связей в мозге животного») позволяет создавать бесконечное количество меток. Ученые маркируют отдельные части мозга короткими нуклеотидными последовательностями и получают своеобразные «штрихкоды», которые позволяют отделять одну клетку от другой. Затем используют секвентрирование, чтобы проанализировать фрагменты мозговой ткани, считая каждый штрихкод сигналом клеточной связи.

«Разнообразие штрихкодов действительно велико по сравнению с количеством цветов, которые мы можем использовать в научных исследованиях. Таким образом, теперь мы действительно можем маркировать огромное количество нейронов и областей мозга у одного животного, что позволяет нам отображать проекции из нескольких областей органа», — говорит Лонгвен Хуан, один из авторов исследования.

Эффективность метода проверили на мышах. Соединение, которое помечало нейронные связи, ввели животным, сделав по 300-600 инъекций каждому. Через 44 часа мозг грызунов проанализировали, уделяя особое внимание связям между удаленными областями. Полученная карта детально отражала их и показала, как они коррелируют с активностью, генами и поведением отдельных животных. Причем ученые смогли сократить число подопытных в несколько раз —  это будет полезно, когда они перейдут к опытам на приматах.

Анатомические карты нужны, чтобы понять, как информация перетекает из одной области мозга в другую и обрабатывается нервной системой и как возникают психические расстройства. Ранее создание карт было недоступно большинству исследовательских групп. Новый метод гораздо быстрее и дешевле, что позволяет отдельным лабораториям изучать, как возраст, пол, окружающая среда и генетика влияют на работу мозга, как нарушаются нейронные связи во время болезней. Авторы считают, что BRICseq можно будет легко адаптировать к другим организмам, в том числе к людям.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
5 часов назад
48 минут
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Вчера, 11:36
68 минут
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

Вчера, 15:39
5 минут
Илья Ведмеденко

Специалистам «Роскосмоса» удалось запустить основные двигатели нового модуля «Наука». Ранее сообщалось о технических неполадках, возникших после старта.

5 часов назад
48 минут
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Вчера, 11:36
68 минут
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

21 июля
4 минуты
Сергей Васильев

До сих пор было неизвестно, могут ли плоды передавать сигналы материнскому растению, но опыты, поставленные на томатах, показали, что это действительно происходит.

13 июля
5 минут
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
7 минут
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

11 июля
28 минут
Александр Березин

Еще год назад почти все были уверены, что эпидемия быстро закончится. Ведь научные исследования говорили: иммунитет переболевших очень сильный, а повторные заболевания крайне редки. Российские власти все еще верят в это: глава Роспотребнадзора Анна Попова утверждает, будто повторно болеет только 1%. От этого в России до сих пор ждут достижения «группового иммунитета» осенью — и, разумеется, снятия ковидных ограничений. К сожалению, это пустые надежды. Данные из других стран вообще не показывают реальной возможности достичь группового иммунитета за счет переболевших. Разбираемся в деталях.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: