Ученые создали уникальную технологию визуализации мозга

Исследователи из Института Салка представили систему Отслеживание бешенства с помощью одного транскриптома (START) — новую нейротехнологию, предназначенную для составления карты нейронных связей мозга с непревзойденной точностью. Эта методика сочетает в себе моносинаптическое отслеживание вируса бешенства с одноклеточной транскриптомикой, что позволяет ученым составить схему сложных нейронных цепей, визуализация которых ранее была чем-то за гранью фантастики, пишет ScienceDaily.

Новаторский метод позволяет исследователям изучить, как связаны различные подтипы тормозных нейронов в коре головного мозга, что в перспективе может привести к более точным методам лечения неврологических расстройств. Эти результаты представляют собой большой шаг вперед в понимании сложной архитектуры мозга. START позволил исследователям стать первыми, кто составил карту связей транскриптомных подтипов тормозных нейронов в коре головного мозга.

По словам Эдварда Каллауэя, профессора и заведующего кафедрой молекулярной нейробиологии Винсента Дж. Коутса в Институте Салка, этот инструмент позволяет получить подробный чертеж частей мозга, подобно руководству к сложной машине. Команда считает, что более глубокое понимание подтипов нейронов будет способствовать разработке целевых терапевтических средств, которые могут предложить более эффективные методы лечения таких заболеваний, как аутизм и шизофрения, с меньшим количеством побочных эффектов, чем существующие подходы.

В своем исследовании, опубликованном в журнале Neuron, ученые продемонстрировали возможности START, используя его для изучения зрительной коры мыши. Они обнаружили около 50 различных подтипов тормозных нейронов и выявили четкие схемы связей между ними и возбуждающими нейронами. Подобное разрешение ранее было невозможно при использовании других методов картирования. Соавтор исследования Марибель Патиньо подчеркнула важность разграничения подтипов тормозных нейронов, которые в предыдущих исследованиях часто рассматривались как одна группа.

Одно из особенно важных открытий касалось подтипа тормозных нейронов Sst Chodl, который связан с регуляцией сна. Было обнаружено, что эти нейроны имеют плотные связи с возбуждающими нейронами слоя 6, известными своей ролью в координации ритмов сна через проекции в таламус. Подобное картирование с высоким разрешением открывает новые возможности для понимания того, как конкретные подтипы нейронов влияют на такие функции мозга, как ночной отдых, и как в будущем их можно будет использовать в терапевтических целях.

В будущем исследователи планируют разработать вирусные векторы и технологии редактирования генов для более точного воздействия на отдельные популяции нейронов. Каллауэй с оптимизмом смотрит в будущее, отмечая, что, хотя для того, чтобы в полной мере проявилось влияние START, могут потребоваться годы, оно уже сейчас стимулирует многие инновации. Исследовательская группа предоставила инструменты и ресурсы, связанные с START, в свободный доступ сообществу нейробиологов, что способствует международному сотрудничеству и дальнейшему прогрессу в этой области.