От «понимания» к «непониманию»: многомерный анализ мозга

Международная группа ученых под руководством исследователей из Центра превосходства в области наук о мозге и интеллектуальных технологий Китайской академии наук (CAS) обнаружила, что кора головного мозга организована по принципу двух противоположных молекулярных градиентов. Используя обыкновенную игрунку в качестве модели, они показали, что один градиент берет начало в древней коре, обрабатывающей эмоции и память, а другой — в первичной сенсорной коре, отвечающей за сенсорный ввод. На пересечении этих градиентов формируется ассоциативная кора, отвечающая за высшие когнитивные функции, такие как мышление, принятие решений и воображение.

Исследование основано на многолетней работе по картированию мозга игрунки с использованием комбинации пространственной транскриптомики, МРТ и нейротрассировки для создания трехмерного атласа мозга. Ученые обнаружили, что специфические гены и типы клеток распределены не случайно, а подчиняются глобальному правилу: первичный сенсорный градиент (Pr) ослабевает от сенсорных областей к ассоциативной коре, а гетеротипический градиент (Al) — от лимбической коры. Эти градиенты противоположны и формируют единую ось Pr-Al, которая определяет расположение клеток и генов и даже границы анатомических областей. Эта ось присутствует с рождения и уточняется в процессе развития.

Открытие имеет фундаментальное значение для нейробиологии, предлагая единое объяснение для ранее конкурирующих теорий организации коры. Подобная двунаправленная модель была обнаружена не только у игрунок, но и у мышей, макак и человека, что указывает на общий принцип организации коры млекопитающих. Исследователи также обнаружили, что молекулярные градиенты коры зеркально отражают таламические паттерны, что раскрывает тесную взаимосвязь между корой и подкорковыми структурами. Работа была высоко оценена рецензентами как «новаторский взгляд на эволюционную загадку организации мозга» и как потенциальная «основополагающая модель для будущих исследований мозга млекопитающих».