Биологи представили детальную карту связей мозга — Naked Science
5 минут
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.
11 часов назад
4 минуты
Ольга Иванова

Международная группа ученых сделала рентгеновские снимки грудного отдела тела муравьев, проанализировав их мышцы и внутренний скелет. В результате исследователи выяснили, что сила этих насекомых связана с потерей способности летать.

Вчера, 18:46
4 минуты
Денис Гордеев

Исследователи рассказали, где безопаснее всего сидеть и что может снизить вероятность заражения при встрече с друзьями.

6 часов назад
5 минут
Мария Кривоченко

Ученые разработали модель, которая позволяет высчитать скорость изменения горного ландшафта. С ее помощью удалось установить, что среднегодовое количество осадков влияет на эрозию пород и может деформировать горы.

11 часов назад
4 минуты
Ольга Иванова

Международная группа ученых сделала рентгеновские снимки грудного отдела тела муравьев, проанализировав их мышцы и внутренний скелет. В результате исследователи выяснили, что сила этих насекомых связана с потерей способности летать.

16 октября
6 минут
Василий Парфенов

Несмотря на устоявшееся мнение, согласно которому газотурбинные двигатели (ГТД) почти достигли технологического совершенства и прироста характеристик более чем на единицы процентов в новых моделях ждать не стоит, инженеры продолжают искать способы радикально их улучшить. Компания GE Aviation уже до конца 2020 года собирается представить предсерийные экземпляры своих революционных силовых установок, которые должны быть на 20% долговечнее, на 35% экономичнее и будут иметь улучшенную на 80% энерговооруженность, чем предыдущие аналогичные модели.

Вчера, 18:46
4 минуты
Денис Гордеев

Исследователи рассказали, где безопаснее всего сидеть и что может снизить вероятность заражения при встрече с друзьями.

28 сентября
29 минут
Александр Березин

Сентябрь 2020 года принес в Закавказье войну — столкновение Азербайджана и Нагорного Карабаха получило большой размах, общее число жертв, судя по всему, уже перевалило за сотню, а Ереван и Баку объявили мобилизацию (в Азербайджане — частичную). Объективного смысла в войне для самих участников нет. Баку не победит, но и Армения от конфликта ничего не выиграет. Пользу конфликт, однако, объективно принесет Турции, а также тем, кто поставляет в Азербайджан оружие. Возникает вопрос: почему война оказалась возможна, несмотря на дружественную позицию России к Армении, и зачем на нее пошли в Баку? И есть ли у Еревана разумный выход из назревающей бойни?

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

1 октября
39 минут
Александр Березин

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: