Die Arbeit, über die ich letztes Jahr geschrieben habe, ist Teil der mit 3 Milliarden US-Dollar finanzierten „Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies“ (BRAIN)-Initiative, die 2013 ins Leben gerufen wurde. In diesem vom Allen Institute for Brain Science geleiteten Projekt wurde eine Reihe von entwickelt Mithilfe von Gehirnatlanten arbeiten Forscher daran, eine Teileliste zu erstellen, die die große Vielfalt an Zellen im menschlichen Gehirn detailliert beschreibt, indem sie einzelne Zellen sequenzieren, um die Genexpression zu untersuchen. Bisher haben sie mehr als 3.000 Arten von Gehirnzellen identifiziert und sie gehen davon aus, dass sie noch viel mehr finden werden, wenn sie weitere Bereiche des Gehirns kartieren.
Der Kartenentwurf basierte auf Hirngewebe von nur zwei Spendern. In den kommenden Jahren wird das Team Proben von Hunderten weiteren hinzufügen.
Die Kartierung der im Gehirn vorhandenen Zelltypen scheint eine einfache Aufgabe zu sein, ist es aber nicht. Der erste Stolperstein ist die Entscheidung, wie ein Zelltyp definiert werden soll. Seth Ament, ein Neurowissenschaftler an der University of Maryland, gibt seinen Doktoranden der Neurowissenschaften gerne einen Überblick über die verschiedenen Arten, wie Gehirnzellen definiert werden können: durch ihre Morphologie, durch die Art und Weise, wie die Zellen feuern, oder durch ihre Aktivität bei bestimmten Verhaltensweisen . Aber die Genexpression könnte genau das sein, wonach die Gehirnforscher von Rosetta Stone gesucht haben, sagt er: „Wenn man Zellen aus der Perspektive betrachtet, welche Gene in ihnen aktiviert sind, entspricht sie fast eins zu eins allen anderen Arten von Zellen.“ Eigenschaften von Zellen.“ Das sei die bemerkenswerteste Entdeckung aller Zellatlanten, fügt er hinzu.
Ich bin immer davon ausgegangen, dass der Zweck all dieser Atlanten darin besteht, ein besseres Verständnis des Gehirns zu erlangen. Aber Jeff Lichtman, Neurowissenschaftler an der Harvard University, glaubt nicht, dass „Verstehen“ das richtige Wort ist. Er vergleicht den Versuch, das menschliche Gehirn zu verstehen, mit dem Versuch, New York City zu verstehen. Es ist unmöglich. „Es passieren Millionen von Dingen gleichzeitig, und alles funktioniert und interagiert auf unterschiedliche Weise“, sagt er. “Es ist zu kompliziert.”
Aber wie diese neueste Arbeit zeigt, ist es möglich, das menschliche Gehirn bis ins kleinste Detail zu beschreiben. „Eine zufriedenstellende Beschreibung bedeutet einfach, dass ich nicht mehr überrascht bin, wenn ich ein Gehirn betrachte“, sagt Lichtman. Dieser Tag liegt allerdings noch in weiter Ferne. Die Daten, die Lichtman und seine Kollegen diese Woche veröffentlichten, steckten voller Überraschungen – und viele weitere warten darauf, entdeckt zu werden.
Etwas anderes
Das revolutionäre KI-Tool AlphaFold, das die Strukturen von Proteinen anhand ihrer genetischen Sequenz vorhersagt, hat gerade ein Upgrade erhalten, berichtet James O’Donnell. Jetzt kann das Tool Wechselwirkungen zwischen Molekülen vorhersagen.
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Im Jahr 2013 berichtete Courtney Humphries über die Entwicklung von BigBrain, einem Atlas des menschlichen Gehirns, der auf MRT-Bildern von mehr als 7.000 Gehirnschnitten basiert.
Und 2017 haben wir das Human Cell Atlas-Projekt, das darauf abzielt, alle Zellen des menschlichen Körpers zu kategorisieren, als bahnbrechende Technologie gekennzeichnet. Dieses Projekt ist noch im Gange.