زیرمجموعه‌های جدیدی از سلول‌ها در مغز موش طبقه بندی شده‌اند

تخمین زده می‌شود که مغز انسان شامل 100 میلیارد عصب می‌باشد، که با هم امور بیشماری را با استفاده از ارتباطات بیشمار خود، به انجام می‌رسانند. حال ما چگونه باید نقش هرکدام از این سلول‌ها را درک کنیم؟ به عنوان بخشی از طرحِ مغز ایالات متحده آمریکا (United States BRAIN Initiative)، دانشمندان آزمایشگاه CSHL راهی برای دسته بندی نورون‌ها، نه تنها بر اساس ظاهرشان، بلکه بر مبنای توانایی نورون‌هایی که با آن در ارتباط هستند، طرح ریزی کرده‌اند.

خب، چرا چنین کاری لازم است؟ به این شکل به این قضیه نگاه کنید: اگر شما بخواهید یک شهر را نقشه برداری کنید، به یک سیستم منطقی برای شناسایی خیابان‌ها، ساختمان‌ها و عوارض طبیعی و مصنوعی، و درک تفاوت‌های بین آن‌ها، نیازمندید. به طور مشابهی، در هنگام نقشه برداری از مغز، منطقی است که انواع اعصاب نامگذاری و از یکدیگر تمیز داده شوند، تا بتوان از چگونگی ارتباط آن‌ها با یکدیگر درک درستی پیدا کرد.

استاد آزمایشگاه CSHL دکتر Josh Huang ، توضیح می‌دهد که برای دسته بندی یک نورون در یک نوع عصبی خاص، تصویر جامعی از کل سلول مورد نیاز است، سپس باید سلول‌های دیگر مشابه آن را شناسایی کرد، تا بتوان این سلول‌ها را به صورت کمی بررسی، و آن‌ها را برای مقایسه با سلول‌های دیگر در مغز، نشانه گذاری کرد. تا به امروز این کار به انجام نرسیده بود، اما بالاخره فناوری به نقطه‌ای رسیده که آن را امکان پذیر می‌کند.

حال، در آخرین شماره‌ی ژورنال Cell Reports، هوانگ و همکارانش از چین و آمریکا، توضیح می‌دهند که چگونه یک فرآیند جدید را برای دسته بندی نورون‌ها در مغز موش، آن هم به شکل جامع و کامل، طراحی و توسعه داده اند.

با توجه به این گروه تحقیقاتی، این پلت فرم جدید چهار جنبه‌ی اساسی از نقشه برداری مغزی را دربر می‌گیرد:

اول، تیم تحقیقاتی نورون‌های هم شکل را با تشخیص نشانه‌های ژنتیکی کلیدی شناسایی می‌کند. نکته مهم این است که از آنجایی که این اطلاعات ژنتیکی چگونگی ساختار سیناپسی نورون‌ها را تشریح می‌کنند، می‌توان از آن‌ها برای شناسایی نورون‌هایی که این نورون با آن‌ها در ارتباطند نیز استفاده کرد.

دوم، با استفاده از فناوری‌های بسیار مدرن، دانشمندان قادرند که از کل مغز تصویربرداری کنند. این زاویه ی دید وسیع در نواحی قرارگیری انواع نورون‌ها، اطلاعات بسیار مهمی برای جنبه‌ی سوم نقشه برداری مغزی مهیا می‌کند: بازسازی.

سوم، با تزویج نشانه گذاری تصویربرداری و ژنتیکی، در مقیاس رزولوشن یک سلول، و با داشتن یک اطلس از کل مغز، تیم تحقیقاتی می‌توانند با تلاش فراوان، یک مغز را باز سازی کنند، که می‌توانند اطلاعات مهمی از مکان تک تک انواع سلولی موجود در مغز مهیا کند.

نهایتا با این اطلاعات درباره‌ی شکل، ارتباطات و مکان سلول، زیست شناسان محاسباتی می‌توانند مشخص کنند که چه چیزی به سلول مرتبط و منحصر است و چه چیزی نه!

به عنوان یک سند برای اثبات درستی این ایده، هوانگ و میترا به طور خاص روی سلول‌های (AACs) پیدا شده در مغز متمرکز شدند. علی‌رغم اینکه این سلول‌ها به دقت در حوزه‌ی مکانی، شکل و عملکردشان، شناخته شده بودند، اما تیم تحقیقاتی نشان داد که در حقیقت گستره‌ی وسیعی از زیرمجموعه‌های سلول‌های AAC وجود دارد.

با توجه به گفته‌های هوانگ، طرح مغز ایالات متحده آمریکا، به تامین بودجه این پروژه ادامه خواهد داد، تا جایی که دسته بندی نورون‌ها نه تنها به آسانی امکان پذیر باشد، بلکه به عنوان هدف ثانویه، بتوان تمامی مغز را نقشه برداری کرد.

منبع: ساینس دیلی