Запущен международный проект для создания самой подробной за всю историю человечества карты мозга

Несмотря на десятилетия исследований, человеческий мозг остается в значительной степени загадкой для науки. Новый проект стоимостью $500 млн по созданию самой полной карты мозга может помочь изменить эту ситуацию.

Наш мозг — один из самых сложных объектов в известной вселенной. Расшифровка его работы может принести огромную пользу — от поиска способов лечения заболеваний мозга и неврологических расстройств до создания новых форм машинного интеллекта.

Но важнейшей отправной точкой является составление списка деталей. Хотя все знают, что мозг состоит в основном из нейронов, существует ошеломляющее множество различных типов этих клеток. Это не говоря уже о различных видах глиальных клеток, которые составляют соединительную ткань мозга и играют важнейшую вспомогательную роль.

Именно поэтому в рамках программы Национального института здоровья США BRAIN Initiative было объявлено о выделении в течение пяти лет $500 млн на проект по определению характеристик и картированию нейронных и других типов клеток всего человеческого мозга. Проект будет возглавлять институт Аллена, но в нем примут участие 17 других организаций в США, Европе и Японии.

BRAIN Initiative была запущена в 2014 году бывшим президентом Бараком Обамой с целью революционизировать наше понимание человеческого мозга. Новый проект основан на предыдущей работе по выявлению и картированию более 100 типов клеток в моторной коре головного мозга мыши, и в нем будут использованы многие инструменты и методы, разработанные для этой работы.

К ним относятся такие подходы, как одноклеточная транскриптомика, позволяющая измерять экспрессию генов отдельных клеток, и пространственная транскриптомика, позволяющая картировать экспрессию генов на больших участках ткани и локализовать активность генов в определенных регионах.

Группа из института Салка в Сан-Диего также сосредоточит свое внимание на том, как меняется мозг с возрастом, измеряя изменения в экспрессии генов с течением времени — известные как эпигенетические изменения - в образцах мозга людей разного возраста.

Однако это будет амбициозная задача. Человеческий мозг в 1000 раз больше мозга мыши и гораздо сложнее, поэтому масштабирование этих методов не будет простым процессом. Если им это удастся, то полученный клеточный атлас станет мощным и свободно доступным ресурсом для нейробиологов всего мира.

Эти проекты являются частью нового этапа проекта, получившего название BRAIN 2.0, который был запущен в начале этого года. Наряду с расширением усилий по картированию различных типов клеток мозга, $36 млн будут направлены на инициативу под названием Armamentarium for Precision Brain Cell Access, которая будет использовать данные о типах клеток мозга для разработки новых инструментов, предназначенных для их изучения и, возможно, лечения.

В начале следующего года Национальный институт здоровья выделит еще $30 млн на проекты, в которых ученые хотят сделать следующий шаг в картировании мозга, переходя от списка деталей к разработке электрических схем, определяющих, как связаны различные клетки и области мозга.

Поскольку ожидается, что в ходе проекта будут получены петабайты данных, вероятно, пройдут годы, прежде чем ученые смогут в полной мере использовать этот новый ресурс. Но он может оказаться важнейшим элементом головоломки в попытках разгадать тайны человеческого мозга.