На экране компьютера мозг мыши отображается с нескольких ракурсов. Затем вы щелкаете мышкой, и небольшой участок мозга подсвечивается цветом. При следующем щелчке происходит изменение цвета маркеров. Отмеченные области слегка меняют тон, и загораются несколько новых областей. При следующих щелчках они меняются еще немного, а затем еще немного.

Мы углубляемся в изучение нового 4D-атласа, созданного исследователями из Университета Осло. Сейчас мы рассматриваем различные возрастные стадии развития мозга.

«Мозг чем-то похож на Вселенную. В нем еще так много неизвестного. Вероятно, нам предстоит открыть столько же, сколько мы уже знаем», — говорит Хайди Клевен. Она — научный сотрудник отдела молекулярной медицины Института фундаментальных медицинских наук Университета Осло и работает в исследовательской инфраструктуре EBRAINS.

Атлас работает как Google Earth для мозга

Атлас мозга — это трёхмерная цифровая карта, которая может функционировать как своего рода Google Earth для мозга. Её можно изучать с разных ракурсов, и она может отображать множество типов информации о структуре и функциях мозга. В таких атласах исследователи могут собирать различные типы информации, относящиеся к одной и той же области мозга.

« Мозг мышей и человек имеют много общих фундаментальных черт. Именно поэтому исследователи мозга могут использовать мозг мышей в качестве модели для понимания того, как мозг организован и как работают его системы. Это полезно в исследованиях того, как эти системы изменяются под воздействием заболеваний или различных видов лечения», — объясняет Клевен.

В различных областях мозга находятся миллиарды нервных клеток, которые взаимодействуют друг с другом. Они контролируют мысли, чувства, поведение и движения, а также обрабатывают все впечатления, получаемые органами чувств.

Мозг мыши значительно меньше человеческого. Он имеет гладкую поверхность, тогда как наш мозг обладает глубокими бороздками и сложными складками, обеспечивающими больший размер коры головного мозга.

Новизна этого атласа заключается в том, что он показывает развитие во времени

В новом атласе под названием DeMBA можно проследить развитие мозга с 4-го дня после рождения до 56-го дня, когда мышь становится взрослой. В целом, атлас показывает рост мозга мыши на протяжении 53 возрастных этапов, которые можно просматривать пошагово, кликая на соответствующие изображения, или изучать в виде видеоролика. Клевен и его соавтор Гарри Кэри описывают эту технологию в новой статье, опубликованной в журнале Nature Communications .

Что делает атлас не только трехмерным, но и четырехмерным, так это именно то, что он демонстрирует раннее развитие мозга мыши. «У людей мозг начинает развиваться уже на 4-й неделе беременности. Он наиболее активно развивается в течение первых пяти лет жизни, но считается полностью сформированным только примерно к 25 годам», — объясняет Клевен.

Этот атлас представляет особый интерес для исследователей аутизма, шизофрении и СДВГ

Атлас может использоваться в исследованиях мозга и, помимо прочего, может быть полезен для тех, кто изучает расстройства головного мозга, проявляющиеся в подростковом возрасте, такие как аутизм , шизофрения и СДВГ.

«Теперь исследователям стало проще сравнивать сходства и различия на разных этапах развития, когда они хотят разработать теорию о том, на каком этапе развития происходят те или иные события. Это становится похоже на машину времени, где вы можете поместить свои данные на правильный этап развития и сравнить их с данными из других возрастных групп. Таким образом, исследователи смогут добиться большей точности в своих исследованиях», — говорит Клевен.

Исследователи повторно используют результаты исследований других людей

С помощью нового атласа можно создавать серии изображений под любым возможным углом, а также отображать формы мозга снаружи или изнутри. При наведении курсора на определенную область появляется ее латинское название.

«Этот атлас построен на основе повторного использования общедоступных томов изображений, созданных другими исследователями», — говорит Клевен. Она объясняет, что для них очень полезно, что исследователи теперь делятся своими данными, чтобы их можно было использовать повторно. «Это экономит много работы и ресурсов».