Биологи представили детальную карту связей мозга — Naked Science
6 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.
10 часов назад
30 минут
Редакция

Трагическая новость о взрыве огромной силы в Бейруте, занявшая первые строчки новостных ресурсов, вызывает естественные вопросы: как это могло произойти, что там взорвалось, в силу каких факторов возможны подобные происшествия? Чтобы разобраться, взглянем пристальнее на свойства аммиачной селитры и связанные с ней опасные моменты.

3 часа назад
5 минут
Денис Гордеев

Новая система работает в любых атмосферных условиях — при дожде, ветре и большом количестве пыли в воздухе.

8 часов назад
7 минут
Ольга Иванова

Антрополог из Цюрихского университета Ицхак Бен Мокко провел исследование, посвященное человеческим репродуктивным привычкам. В частности, он попытался ответить на вопрос, почему люди предпочитают заниматься сексом наедине, в то время как почти все остальные животные делают это в присутствии сородичей.

3 августа
5 минут
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

10 часов назад
30 минут
Редакция

Трагическая новость о взрыве огромной силы в Бейруте, занявшая первые строчки новостных ресурсов, вызывает естественные вопросы: как это могло произойти, что там взорвалось, в силу каких факторов возможны подобные происшествия? Чтобы разобраться, взглянем пристальнее на свойства аммиачной селитры и связанные с ней опасные моменты.

3 часа назад
5 минут
Денис Гордеев

Новая система работает в любых атмосферных условиях — при дожде, ветре и большом количестве пыли в воздухе.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

12 июля
28 минут
Илья Ведмеденко

Программа ПАК ДП (перспективный авиационный комплекс дальнего перехвата) привлекает к себе все больше внимания. Разберемся, что это такое и появится ли у России новый боевой самолет.

[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: