هنگامی که سانتیاگو رامون ئی کاخال، پدر علوم اعصاب مدرن، برای اولین بار به بافت مغز انسان از طریق میکروسکوپ نگاه کرد، چیزی جز جنگلی غیرقابل نفوذ از میلیاردها اعصاب ندید. او هر روز قسمتی مبهم از این جنگل را می دید و سعی می کرد یک راهنما، نقشه ای از مغز انسان خود بکشد.
سرانجام دانشمندان این نقشه را تهیه کردند. در مجموعه ای از 21 مقاله منتشر شده در سه مجله مختلف، تیم های تحقیقاتی اطلسی جامع از کل مغز را برای انسان ها و نخستی ها ارائه کردند. این مطالعه بخشی از پروژه BRAIN سازمان بهداشت آمریکا است که به مدت پنج سال تکمیل شده است.
با استفاده از نتایج این پروژه، دانشمندان می توانند مغز گونه های مختلف را با وضوح سلولی بسیار بالا بررسی کنند. چیزی که قبلا غیرممکن بود.
اطلس یا نقشه مغز انسان چیست؟
اطلس مغز یک نقشه سه بعدی از مغز است. قبلاً اطلس‌هایی وجود داشته است، اما این مجموعه جدید از مقالات، نقشه‌ای تفکیک‌شده بی‌سابقه از مغز نخستی‌های انسان و غیرانسان ارائه می‌کند.
نقشه مغز انسان شامل مکان و عملکرد بیش از 3000 نوع سلول در مغز انسان بالغ و در حال رشد است.
این نقشه بخشی از پروژه شبکه شمارش سلول های مغزی است که در سال 2017 برای تهیه نقشه سه بعدی و جامع از مغز موش راه اندازی شد. هدف از مطالعه مغز موش تایید این بود که روش های نقشه برداری مغز در مغزهای بزرگتر نیز کار می کنند.
و البته، معلوم شد که این روش ها در نقشه برداری مغز انسان بسیار کارآمد هستند.
یافته های تحقیق اولیه چه بود؟
مغز انسان بسیار بسیار پیچیده است. تا به امروز، محققان بیش از 3300 نوع سلول را در اینجا شناسایی کرده اند.
پیش‌بینی می‌شود که با انتشار نقشه‌های جدید با وضوح بالا، بسیاری از انواع سلول‌های بیشتری شناسایی شوند. تلاش برای تهیه اطلس مغز موش منجر به شناسایی 5000 نوع سلول در مغز این حیوان شد.
محل این عارضه نیز جالب است. اکثر مطالعات علوم اعصاب بر روی نواحی خارجی مغز تمرکز دارند. این حوزه ها حافظه، یادگیری، زبان و غیره هستند. مسئول توانایی هاست. اما معلوم شد که بسیاری از پیچیدگی سلولی مغز در واقع در ساختارهای تکاملی باستانی در اعماق مغز متمرکز شده است.
با این حال، سادگی نیز در پس این پیچیدگی نهفته است. به عنوان مثال، بسیاری از مناطق مغز مقادیر متفاوتی از انواع سلول های مشترک را به اشتراک می گذارند.
این تصویر یک تصویر سه بعدی از نورون ها را نشان می دهد که از برش های مغز زنده بازسازی شده اند. تنوع رنگ ها و شکل های این نورون ها نشان دهنده تنوع زیاد نورون ها در مغز انسان است.
THE KAROLINSKA INSTITUTE WITH THE ALLEN INSTITUTE FOR BRAIN SCIENCE
نقشه مغز انسان چگونه ساخته شد؟
عصب‌شناسی قدیمی‌تر تلاش می‌کند تا سلول‌های مغز را بر اساس شکل ستاره‌ای آستروسیت‌ها یا عملکرد آنها طبقه‌بندی کند. با این حال، اکنون دانشمندان با استفاده از فناوری های ژنومی طبقه بندی جدیدی ارائه کرده اند. به این روش توالی یابی تک سلولی می گویند.
دانشمندان کار خود را با بافت مغز منجمد گرفته شده از یک بانک زیستی آغاز کردند. تکنیک توالی یابی به دانشمندان اجازه می دهد تا ژن های بیان شده در هسته سلول را بررسی کنند، عملکرد آنها را بیابند و مشخصاتی از هر سلول تهیه کنند.
بررسی ژن های استفاده شده توسط هر سلول، الگوهای بیان ژنی را که سلول های مغزی بر اساس آن گروه بندی می شوند، شناسایی می کند. سپس مکان سلول در حفره مغز با استفاده از داده های تصویربرداری از مغز اهدا کننده تعیین می شود.
نقشه برداری مغز می تواند به دانشمندان در درک بهتر بیماری های مغز کمک کند. افسردگی، اسکیزوفرنی، آلزایمر و بسیاری از بیماری های دیگر با این روش قابل بررسی است. دانشمندان به سادگی نقشه ای از مغز بیمار مبتلا به این بیماری ها تهیه می کنند و آن را با اطلس مرجع مقایسه می کنند.
قدم بعدی دانشمندان تهیه یک اطلس جامع با جزئیات بیشتر و وضوح بالاتر است.