Forscher an der Allen -Institut für Hirnforschung haben ein hochauflösendes Modell für , wie ein menschliches Gehirn zu bauen, mit einer detaillierten Karte, wo verschiedene Gene an und aus während der Mitte der Schwangerschaft mit beispielloser anatomische Auflösung wandte erzeugt. Das erste größere Bericht mit Daten aus der BrainSpan Atlas der Entwicklung von Human Brain ist in der Zeitschrift Nature veröffentlicht diese Woche . Die Daten bieten außergewöhnliche Einblicke in Krankheiten wie Autismus , die frühen Entwicklung des Gehirns verbunden sind , und zu den Ursprüngen der menschlichen Einzigartigkeit. Die reiche Datensatz ist öffentlich zugänglich für jedermann über das Allen -Gehirn-Atlas -Datenportal .
" Zu wissen, wo ein Gen im Gehirn können leistungsfähige Hinweise darauf, was seine Rolle ist liefern müssen ", sagt Ed Lein , Forscher an der Allen -Institut für Hirnforschung . " Dieser Atlas bietet einen umfassenden Überblick über die Gene ein und aus , in denen spezifische Zellkerne und Zelltypen während das Gehirn entwickelt sich während der Schwangerschaft Das bedeutet , dass wir eine Blaupause für die menschliche Entwicklung : . Ein Verständnis für die wichtige Stücke für das Gehirn notwendig in einem normalen , gesunden Art und Weise , und ein guter Weg, um zu untersuchen , was schief geht in Krankheit zu bilden. "
Dieses Papier stellt den ersten großen Bericht zu Verwendung von Daten für die BrainSpan Atlas der Entwicklung von Gehirn, einem großen WissenschaftskonsortiumInitiative, um eine Karte des Transkriptoms über den gesamten Verlauf der menschlichen Entwicklung zu schaffen sucht gesammelt werden. "Coming am ersten Jahrestag der BRAIN -Initiative , ist dies ein hervorragendes Beispiel des Potenzials für öffentlich-private Partnerschaften , um die Fortschritte in beschleunigen Neurowissenschaften ", Sagt Lein .
Thomas R. Insel , Direktor des National Institute of Mental Health , lobt die BrainSpan Atlas als eine bereits wertvolles Werkzeug für Forscher . " Wir haben zwar früheren Berichten der molekularen und zellulären Veränderungen im menschlichen Gehirn Wachstum hatten , ist die BrainSpan Atlas die erste umfassende Karte der dramatischen Flugbahn der Genexpression in prä- und postnatalen Entwicklung, " sagt er. " Dieser Atlas ist bereits verändert die Art, die Wissenschaftler menschliche Entwicklung des Gehirns und neurologische Entwicklungsstörungen wie Autismus und nähern Schizophrenie . Obwohl die vielen Genen mit Autismus und Schizophrenie keine klare Beziehung zueinander im erwachsenen Gehirn zeigen , zeigt die BrainSpan Atlas , wie diese verschiedenen Gene sind in der pränatalen Gehirn verbunden ist. "
Spotlight on Autismus
Obwohl praktisch alle Entwicklungs Krankheiten und Störungen können von der erhöhten Wissen über Gene im sich entwickelnden Gehirn ausgedrückt profitieren , zeigte den Forschern, Autismus als eine Störung mit besonders relevanten Links zu frühen Entwicklung des Gehirns. Das Research-Team verwendet die BrainSpan Atlas , eine Reihe von Genen zu Autismus bei früheren wissenschaftlichen Studien bei der Entwicklung verbunden zu untersuchen.
"Früher haben wir die Karten , die wir erstellt , um einen Hub von genetischen Aktion, die mit Autismus werden konnte zu finden - und wir fanden ein ", sagt Lein . " Diese Gene wurden mit den neu generierten erregenden Neuronen im Kortex assoziiert . Diese Entdeckung ist der Bereich des Gehirns, die für viele der kognitiven Funktionen von Autismus betroffen wie Sozialverhalten verantwortlich ist ein spannendes Beispiel für die Fähigkeit des BrainSpan Atlas um sinnvolle Hypothesen über den Ursprung der Hirnentwicklungsstörungenzu generieren. "
Was macht den Menschen einzigartig?
Zu verstehen, was den Menschen einzigartig macht beinhaltet die Entschlüsselung ein komplexes Puzzle - eine, die in den frühesten Phasen der Entwicklung beginnt . Der Reichtum der BrainSpan Atlas verleiht Wissenschaftler eine neue Reihe von Tools , um festzustellen, wie das menschliche Gehirn entwickelt sich im Vergleich zu anderen Arten.
"Wir wissen, dass einige wichtige Bereiche des Genoms zeigen auffallende Sequenzunterschiede beim Menschen im Vergleich zu anderen Arten. Da , wo ein Gen im Gehirn exprimiert kann Einblick in seine Funktion zu geben , können wir unsere karte, um zu beginnen , um herauszufinden, die Rollen diese Gene bei der Herstellung von verschiedenen Menschen ", sagt Lein . " Die Analyse der Daten zeigte , dass diese Gene in den frontalen Cortex angereichert sowie in mehreren spezifischen spezialisierten Zelltypen einschließlich inhibitorischer GABAergen Interneuronen und Neuronen des transienten Plattenzone , die als ein Gerüst in der frühen Schaltungsbildungdient . Diese Merkmale sind alle bekannt, erweitert oder zeigen Entwicklungsunterschiede beim Menschen im Vergleich zu anderen Arten sein , so dass unsere Daten liefert beispiellos Hinweise auf die molekularen Grundlagen dessen, was menschliche Neocortex einzigartig. "
Eine kostbare Ressource frei verfügbar
Wie bei allen auf der Allen -Institut für Hirnforschung produziert Ressourcen , den Austausch der Daten mit der Öffentlichkeit war ein wesentliches Ziel von Anfang an . Die BrainSpan Atlas ermöglicht es Forschern auf der ganzen Welt , um Forschung zu betreiben und Fragen stellen über die frühe menschliche Gehirn , das viele nicht in der Lage , anders zu sein, aufgrund der stark eingeschränkten Verfügbarkeit von pränatalen Gewebe.
"Die Arbeit hinter der Erstellung dieser Atlas hätte nicht irgendwo anders getan haben ", sagt Allan Jones, Chief Executive Officer bei der Allen -Institut für Hirnforschung . " Der Umfang des Projekts und der Detaillierungsgrad der Daten, die wir gesammelt , konnte nur dank durchgeführt werden , um die sehr kooperative und interdisziplinäre projektbezogenen Ansatz der Allen -Institut Team. Und jetzt , da die Daten öffentlich zugänglich sind , die gesamten wissenschaftlichen Gemeinschaft profitieren von unseren Bemühungen, ihre eigenen Untersuchungen vor und in spannende neue Richtungen fahren zu nehmen. "