Ученые из Института Аллена в Сиэтле провели самое масштабное исследование человеческого мозга и идентифицировали примерно 3,3 тысячи типов клеток – это на порядок больше, чем было известно ранее. При этом у специалистов есть лишь смутное представление о том, что делает большинство из них. С подробностями – научный обозреватель Николай Гринько.
Фото: alleninstitute.org
Вот уже несколько лет ученые разных стран совместными усилиями составляют атлас мозга – объемную карту, на которую наносят всю доступную специалистам информацию. Происходит это достаточно регулярно: как только нейрофизиологи обнаруживают что-то неисследованное, они пополняют базу данных. В такой работе могут принять участие лаборатории и институты, специализирующиеся в этой области. Подавляющее большинство новой информации – данные о типах клеток, из которых состоит мозг. Их до недавнего времени было известно примерно три сотни – и хорошо изученных, и совершенно неисследованных.
Еще в начале XIX века биологи обнаружили, что мозг состоит из разных видов клеток. В 1830-х годах чешский физиолог Ян Пуркине увидел, что некоторые из них имеют очень плотные ответвления. Клетки Пуркине, как их сегодня называют, необходимы для точной координации движений мышц.
Следующие поколения ученых применяли более совершенный инструментарий и делали все новые и новые открытия. Например, довольно давно было известно, что в сетчатке глаза существуют "колбочки", которые улавливают свет. Но к началу 2000-х годов исследователи обнаружили там еще свыше 60 типов нейронов! Остается только гадать, сколько новых видов скрывается в более глубоких тайниках мозга, которые гораздо сложнее изучать.
В 2023 году группа ученых из Института Аллена в Сиэтле под руководством нейробиолога Эда Лейна провела пять исследований мозга с использованием новейших технологий. Данных получили так много, что для их систематизации потребовалось написать 21 научную статью, которые и были опубликованы в середине октября в нескольких специализированных журналах.
Фото: alleninstitute.org
Особенно стоить отметить, что большинство операций специалисты выполнили не вручную, а с помощью программируемых роботов. Высокоточные манипуляторы прикрепляли тончайшие электроды к поверхности отдельных клеток, чтобы отслеживать их электрическую активность, вводили краситель, чтобы разглядеть их структуру, и, наконец, извлекали ядра, чтобы рассмотреть их более внимательно. По оценкам команды, роботы исследовали более 10 миллионов клеток.
Новые данные показывают, что большая часть разнообразия мозга находится за пределами его коры, в более глубоких областях. Было найдено множество новых типов нейронов, которые используют электрические сигналы и химические вещества для обработки информации. Но они составляют лишь около половины клеток мозга, другая половина гораздо более загадочна. Ученые пока только делают предположения об их функциях. Например, астроциты, по-видимому, питают нейроны, а микроглии служат иммунными клетками, атакуя чужеродных захватчиков и даже обрезая некоторые ветви нейронов, чтобы улучшить передачу сигналов.
Всего ученые нашли примерно 3,3 тысячи новых типов клеток – почти в 10 раз больше, чем было известно до последнего времени. Специалисты оценивают результаты этой работы как "ошеломляющие". И все же понимание, как работает наш мозг, не сводится пусть даже к самой подробной каталогизации. Нейробиологи должны посмотреть на него как на саморегулирующуюся систему, намного более сложную, чем все, что человечество смогло создать к сегодняшнему дню. Возможно, когда-нибудь исследователи смогут понять, как устроено наше мышление.
Хотя…
Гринько Николай