Как клетки и молекулы формируют мозговые сети ^{CEFR B2}

Исследование, опубликованное в Nature Communications, предлагает интегрированный подход к сопоставлению микроскопической биологии и крупномасштабной организации мозга, наблюдаемой при fMRI. Авторы объединили данные сканирования, генетические данные и молекулярную визуализацию, чтобы связать типы клеток и молекулы с функциональными сетями. Основная задача — преодолеть разрыв между тем, что видно под микроскопом, и тем, что фиксирует нейровизуализация.

В работе использовали измерения динамической связности — меняющиеся паттерны взаимодействия регионов в течение времени — и сопоставили их с биологическими картами. В перечень исследуемых компонентов вошли:

• карты клеток мозга,
• химические посредники, такие как серотонин и дофамин,
• энергетические структуры, например митохондрии.

С помощью медиационного анализа исследователи показали, что сети не просто коррелируют с биологией и поведением: они могут выступать как посредники, объясняя, как молекулярные особенности влияют на познание. Винс Калхаун подчеркнул: «Мы обнаружили, что крупномасштабные сети мозга построены на скрытом биологическом плане. Согласовав данные клеток, молекул и изображений, мы показали, что та же архитектура, которая видна на fMRI, укоренена в клеточной и молекулярной организации.»

Авторы из TReNDS Center и университетов Georgia State, Georgia Tech и Emory отмечают, что результаты помогают пояснить, какие системы уязвимы при шизофрении, депрессии и болезни Альцгеймера. Долгосрочная цель — создать персонализированную карту, связывающую биологию конкретного человека с функционированием его мозговых сетей, чтобы поддержать более индивидуальные методы лечения. Исследование финансировали National Science Foundation и National Institutes of Health; источник информации — Georgia State University.