В недавнем выпуске Nature опубликован обзор работ, посвященных последним достижениям и будущим перспективам в изучении развития мозга млекопитающих.
На примере мозга мыши, макаки и человека показано, как изменяется мозг в процессе развития и что многие тяжелые заболевания типа аутизма, шизофрении и эпилепсии возникают не в зрелом мозге, а при сбоях на этапе его становления.
Понимание того, как развивается мозг человека в процессе взросления – центральный вопрос в нейронауке и имеет решающее значение для борьбы со многими нарушениями нейроразвития и психиатрическими расстройствами. Долгие десятилетия нейробиологи пытаются понять, как из крошечного скопления клеток формируется человеческий мозг – самый сложный объект во Вселенной.
Международная команда ученых опубликовала обзор, в котором собраны и проанализированы данные о развитии мозга млекопитающих. Эта работа проводится в рамках масштабного проекта по созданию атласа мозга различных видов млекопитающих в процессе развития BRAIN (Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies, Изучение мозга путем совершенствования инновационных нейротехнологий), в рамках которого запущен проект BICAN (от BRAIN Initiative Cell Atlas Network, Сети по созданию клеточного атласа инициативы BRAIN). Такие клеточные атласы, охватывающие дополнительные стадии развития, включая подростковый возраст, мультимодальные и межвидовые исследования, позволят создавать модели нейроразвития человека и помогут в лечении многих тяжелых заболеваний.
Создание комплексных атласов клеток мозга, охватывающих все стадии развития от эмбриона через младенчество и детство до подросткового и раннего взрослого возраста, позволит не только расширить наше понимание, но и поможет в лечении многих психических заболеваний. Данные о развитии помогают понять, как можно управлять или регулировать экспрессию генов в определенных типах клеток и в определенные временные точки развития. Они вполне способны стать, например, инструментом для точной доставки генов или других форм генетических манипуляций с высокой терапевтической ценностью.
Понимание генной регуляции через такие атласы позволит создавать клетки, которые точно воспроизводят типы клеток человеческого мозга, для использования в клеточной терапии. Дальнейшее развитие клеточной терапии зависит от более глубокого понимания того, как воспроизвести более широкий спектр типов нервных клеток человека, и мультимодальные клеточные атласы BICAN способны это обеспечить.
Обзор демонстрирует, что мы находимся на новом рубеже в нейронауках. Благодаря современным технологиям мы переходим от простого описания структуры мозга к созданию динамических, многомерных «инструкций по сборке» этого самого сложного органа. Это позволит понять происхождение не только человеческих когнитивных способностей, но и множества заболеваний, возникающих при нарушениях развития.
Текст: Юлия Баимова