Думаете, что перепись людей – это сложно? Попробуйте подсчитать их клетки мозга!

В 2013 году правительство США начало инвестировать 100 миллионов долларов в изучение того, как работает человеческий , в совместном проекте под названием BRAIN Initiative. Лаборатория Колд-Спринг-Харбор (CSHL) и другие исследователи создали инструменты и установили стандарты для описания всех клеток мозга. 7 октября 2021 г. эта инициатива достигла важного рубежа: была опубликована всеобъемлющая перепись типов клеток первичной моторной коры мышей, обезьян и человека в Природа.


Сеть переписи клеток BRAIN Initiative (BICCN) – это консорциум нейробиологов, компьютерных ученых, физиков, генетиков и производителей приборов в рамках инициативы BRAIN, задачей которой является подсчет и картирование всех клеток мозга.

З. Джош Хуанг, адъюнкт-профессор CSHL, возглавляет одно отделение BICCN, в которое входят пять ведущих исследователей из CSHL и исследователи из других учреждений. Его лаборатория наметила способы классификации новых подтипов клеток в переднем мозге мыши на основе их форм, связей и генов, которые они используют.

Профессор CSHL Партха Митра и другие сотрудники CSHL научили компьютер распознавать различные части нейронов, а затем нанесли на карту топологического мира, чтобы увидеть, как эти нейроны могут соединяться.

Лаборатория доцента CSHL Джесси Гиллиса разработала компьютерный инструмент, основанный на статистике, для категоризации ячеек на основе сходства их составных частей. Эта программа под названием MetaNeighbor использует транскрипты РНК (инструкции для построения компонентов) для сравнения и классификации клеток мозга млекопитающих.

Лаборатория профессора CSHL Энтони Задора разработала MAPseq, чтобы отображать, как различные клетки мозга соединяются и взаимодействуют. Несколько лет спустя Задор и его команда разработали BARseq и BARseq2, которые могут отображать связи и использование генов в тысячах нейронов одной мыши с разрешением одного нейрона.

Доцент CSHL Павел Остен возглавляет еще одно отделение BICCN, посвященное поиску анатомических различий между мозгом самок и самцов мышей. Он и его лаборатория разработали qBrain, метод, который сочетает в себе методы визуализации мозга для картирования клеток и соединений первичной моторной коры мышей в трех измерениях.

Атласы и каталоги, опубликованные на данный момент BICCN, являются основой, на которой нейробиологи могут теперь строить. Нейроанатомы смогут сравнить человеческий мозг с мозгом других видов. Ученые BICCN надеются, что в течение следующих десяти лет будут нанесены на карту тысячи человеческих мозгов. Эти знания можно использовать для изучения и лечения шизофрении, депрессии, болезни Альцгеймера и черепно-мозговых травм, и они будут революционными для будущего нейробиологии в целом.