Исследование: как нейроны движутся при формировании мозга

Ученые многое узнали о том, как происходит миграция клеток во время развития, но рост человеческого мозга - это все еще процесс, о котором мы мало что знаем. Каждую минуту около 250 000 нейронов мигрируют по мере развития мозга плода во время беременности. Многие из этих нейронов движутся далеко от того места, где они возникли. Ранее исследователи могли наблюдать этот процесс на животных моделях. Теперь они смогли изучить его и у людей, оценив образцы мозга здоровых людей, умерших от естественных причин. Результаты были опубликованы в издании Nature.

Когда клетка делится на дочерние клетки, среди 3 миллиардов пар оснований в геноме может возникнуть одна или две мутации, многие из которых безвредны. Эти мутации можно отслеживать, чтобы следовать по следу, оставленному клеткой, который затем можно прочитать с помощью секвенирования ДНК.

"Разрабатывая методы считывания этих мутаций в мозге, мы можем раскрыть ключевые идеи о том, как формируется человеческий мозг по сравнению с другими видами", - объяснил старший автор исследования Джозеф Глисон, доктор медицинских наук, профессор неврологии Рэди в Медицинской школе Калифорнийского университета в Сан-Диего.

В организме человека насчитывается более 30 триллионов клеток, большинство из которых содержат весь геном. Глисон и его коллеги сосредоточились на относительно небольшом количестве генетических мутаций, которые появляются во время раннего развития мозга. В этом исследовании эти несколько сотен мутаций были отслежены у умерших людей, чтобы реконструировать нейронную миграцию и построить первую карту развития человеческого мозга.

Ученые начали с выделения различных типов клеток в мозге и сравнения мутаций, присутствующих в этих типах клеток. Когда мутации в геномах возбуждающих нейронов сравнивали с мутациями в тормозных нейронах, сравнение показало, что эти клетки возникли в разных зонах развития мозга, а позже они собираются вместе и смешиваются в коре головного мозга.

Исследование также показало, что мутации в левой и правой частях мозга не совпадают, что говорит о том, что полушария мозга разделяются в более ранний момент развития, чем мы знали.

При некоторых заболеваниях человека, таких как трудноизлечимые эпилепсии, у пациентов спонтанно возникают судороги, и хирургия необходима для удаления эпилептических очагов, отметил Мартин У. Брейс, доктор философии, ныне доцент Медицинской школы Университета Колорадо.

Авторы также отметили, что проведенные исследования объясняют, почему большинство очагов, как правило, относятся исключительно к одной стороне мозга. Эта работа может помочь ученым понять и другие неврологические расстройства.