Исследователи обнаружили уникальное происхождение нейронов в человеческом мозге

Новое исследование ученых Калифорнийского университета в Сан-Диего выявило уникальные тормозные нейроны в переднем мозге человека, что позволило улучшить модели функционирования мозга, а также показало, что некоторые нейроны имеют общие линии развития. Это открытие имеет важное значение для понимания заболеваний головного мозга.

Группа ученых из Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего открыли новые сведения о развитии переднего мозга человека. Они провели исследование, которое позволило по-новому понять, как развивается передний мозг человека. В исследовании также представлены доказательства существования источника тормозных нейронов (dInN) в человеческом мозге, который отличается от происхождения у других видов, таких как мыши, которых используют в исследованиях мозга.

Передний мозг, или кора головного мозга, — это самая большая часть мозга, отвечающая за широкий спектр функций, начиная от когнитивного мышления, зрения, внимания и заканчивая памятью. Нейроны — это клетки, которые служат отдельными цепями мозга. Тормозные нейроны обычно функционируют как своего рода нейронный «выключатель», в отличие от возбуждающих нейронов — «включателей».

«У человека, по сравнению с грызунами, вероятно, очень большая и морщинистая кора головного мозга, которая поддерживает более высокие когнитивные функции», — пояснил Глисон. Исследование позволило углубить понимание структуры человеческого мозга на клеточном уровне. Тормозные нейроны у мышей происходят из глубины развивающегося мозга. Нынешнее исследование проверяет эту модель на практике, оценивая клеточную линию.

Исследователи обнаружили у людей существование dInNs, которые отсутствуют у мышей. По их словам, обнаружение доказательств существования этого специфического типа нейронов у людей открывает путь к более глубокому пониманию того, как устроен человеческий мозг.

«Мы ожидаем, что dInNs поддержат новые, более точные модели человеческого мозга, — сказал Глисон. — Эта обновленная модель мозга может помочь объяснить происхождение некоторых заболеваний, таких как эпилепсия, шизофрения или аутизм». Группа была особенно заинтересована в том, чтобы проследить за родословной мозаичных вариантов клеток мозга.

«Если две клетки имеют одну и ту же материнскую клетку, мы говорим, что у них одна линия. Если две отдельные клетки имеют один и тот же мозаичный вариант, значит, они родились от общей материнской клетки, которая передала его всем своим «дочерям». Таким образом, мозаичные варианты в клетках работают как фамилии у людей», — говорят исследователи.

Они получили прямой доступ к мозгу двух нейротипичных доноров, умерших по естественным причинам, и использовали мозаичные варианты, чтобы проследить, откуда взялись эти клетки, выявить родственные клетки, родившиеся в той же области мозга, и определить, насколько далеко каждая «фамилия» распространилась по мозгу.

Ими было обнаружено, что некоторые тормозные и возбуждающие нейроны, по сути, имеют одну и ту же «фамилию». По словам Чанга, эти два типа нейронов имеют общую родословную и, вероятно, разветвились на поздних этапах эмбрионального развития мозга. Он отметил, что подобная клеточная связь не встречается у других видов.

«Мы надеемся, что наша работа поможет другим исследователям создать более совершенные модели неврологических заболеваний, а также выяснить, какие типы заболеваний мозга могут быть следствием нарушения развития», — заключил Глисон.

Из искусственного интеллекта создали нейронные связи прямо как в головном мозге человека. Согласно исследованию, проведенному учеными из Университетского колледжа Лондона, недавние достижения в области генеративного искусственного интеллекта помогли объяснить, как воспоминания позволяют нам познавать мир, заново переживать события прошлого и получать совершенно новый опыт в процессе воображения и планирования.