U velikom, multiinstitucionalnom naporu koje vodi Univerzitet Kalifornije u San Dijegu, istraživači su analizirali više od milion ljudskih moždanih ćelija kako bi proizveli detaljne mape genskih prekidača u tipovima moždanih ćelija i otkrili veze između specifičnih tipova ćelija i različitih uobičajenih neuropsihijatrijski poremećaji.
Tim je takođe razvio alate za veštačku inteligenciju kako bi predvideo uticaj pojedinačnih visokorizičnih varijanti gena među ovim ćelijama i kako one mogu doprineti bolesti.
Novi rad, objavljen 13. oktobra 2023. u specijalnom izdanju časopisa Nauka, deo je inicijative Nacionalnog instituta za zdravlje za istraživanje mozga kroz unapređenje inovativnih neurotehnoloških inicijativa, ili inicijative BRAIN, pokrenute 2014. Inicijativa ima za cilj da revolucioniše razumevanje mozak sisara, delimično, kroz razvoj novih neurotehnologija za karakterizaciju tipova nervnih ćelija.
Svaka ćelija u ljudskom mozgu sadrži istu sekvencu DNK, ali različite vrste ćelija koriste različite gene i u različitim količinama. Ova varijacija proizvodi mnogo različitih tipova moždanih ćelija i doprinosi složenosti neuronskih kola. Učenje o tome kako se ovi tipovi ćelija razlikuju na molekularnom nivou je ključno za razumevanje kako mozak funkcioniše i razvoj novih načina lečenja neuropsihijatrijskih bolesti.
„Ljudski mozak nije homogen“, rekao je stariji autor dr Bing Ren, profesor na Medicinskom fakultetu UC San Diego. „Sastoji se od enormno složene mreže neurona i ne-neuronskih ćelija, od kojih svaka ima različite funkcije. Mapiranje različitih tipova ćelija u mozgu i razumevanje kako one rade zajedno će nam na kraju pomoći da otkrijemo nove terapije koje mogu ciljati pojedinca tipovi ćelija relevantni za specifične bolesti.“
U novoj studiji, istraživači su analizirali više od 1,1 milion moždanih ćelija u 42 različita regiona mozga iz tri ljudska mozga. Identifikovali su 107 različitih podtipova moždanih ćelija i bili u stanju da povežu aspekte njihove molekularne biologije sa širokim spektrom neuropsihijatrijskih bolesti, uključujući šizofreniju, bipolarni poremećaj, Alchajmerovu bolest i veliku depresiju.
Istraživači zatim koriste ove podatke za kreiranje modela mašinskog učenja kako bi predvideli kako određene varijacije sekvence u DNK mogu uticati na regulaciju gena i doprineti bolesti.
Dok ovi novi rezultati nude značajan uvid u ljudski mozak i njegovu patologiju, naučnici su još daleko od toga da mapiraju mozak.
Godine 2022. UC San Diego se pridružio Institutu Salk i drugima u pokretanju Centra za multiomični atlas ljudskih moždanih ćelija, koji ima za cilj da proučava ćelije iz preko desetine ljudskih mozgova i postavlja pitanja o tome kako se mozak menja tokom razvoja, tokom životnog veka ljudi i sa bolest.
„Povećavanje našeg rada na još veći nivo detalja na većem broju mozgova će nas dovesti korak bliže razumevanju biologije neuropsihijatrijskih poremećaja i načina na koji se ona može rehabilitovati“, rekao je Ren.
