Bản đồ tế bào cực kỳ chi tiết giúp mở đường cho thế hệ phương pháp điều trị mới. Một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã lập bản đồ cấu trúc di truyền, tế bào và cấu trúc của bộ não con người và bộ não của các loài linh trưởng không phải con người. Thông qua sự tài trợ từ Chương trình Công nghệ thần kinh đổi mới thúc đẩy nghiên cứu não của Viện Y tế Quốc gia, các nhà khoa học đang hiểu sâu hơn về cấu trúc não, từ đó hiểu sâu hơn về cơ sở tế bào của chức năng và rối loạn chức năng não, mở đường cho một thế hệ mới các liệu pháp chính xác cho bệnh nhân rối loạn tâm thần và các bệnh về não khác.

Các nhà nghiên cứu đã lập bản đồ cấu trúc di truyền và tế bào của bộ não con người và linh trưởng không phải con người, mang đến khả năng hiểu biết sâu sắc về chức năng não và cách điều trị bệnh. Nghiên cứu này là một phần của Sáng kiến ​​BRAIN, đã xuất bản tổng cộng 24 bài báo và được kỳ vọng sẽ đạt được tiến bộ mang tính biến đổi trong lĩnh vực khoa học thần kinh.

Những kết quả nghiên cứu này đã được công bố trên 24 bài báo trên tạp chí Science, Science Advances và Science Translational Medicine.

"Lập bản đồ các tế bào não là một bước quan trọng để hiểu cách thức hoạt động của cơ quan quan trọng này đối với sức khỏe và bệnh tật", Joshua A. Gordon, MD, giám đốc Viện Sức khỏe Tâm thần Quốc gia cho biết. "Những bản đồ tế bào chi tiết mới này của bộ não con người và linh trưởng không phải con người đặt nền tảng cho việc thiết kế các liệu pháp mới có thể nhắm vào các tế bào não và mạch não cụ thể liên quan đến các bệnh về não."

Những phát hiện và thông tin chi tiết chínhTA GPH63

Trong bộ sưu tập tài liệu mới nhất của Mạng lưới điều tra tế bào sáng kiến ​​BRAIN (BICCN), 24 tài liệu mô tả chi tiết sự đa dạng phức tạp bất thường của các tế bào não trong não người và các loài linh trưởng không phải con người. Những nghiên cứu này đã phát hiện ra những điểm tương đồng và khác biệt trong cách tổ chức tế bào và điều hòa gen trong não người và não linh trưởng không phải người. Ví dụ, ba bài báo trong bộ sưu tập lần đầu tiên đề xuất một tập bản đồ tế bào của não người trưởng thành và lập bản đồ phiên mã và biểu sinh của não. Bản phiên mã là tập hợp hoàn chỉnh các bản đọc gen trong tế bào chứa các hướng dẫn tạo ra protein và các sản phẩm tế bào khác. Epigenome đề cập đến những biến đổi hóa học của DNA và nhiễm sắc thể của tế bào làm thay đổi cách biểu hiện thông tin di truyền của tế bào.

Trong một bài báo khác, bằng cách so sánh các đặc tính tế bào và phân tử của não người và não của một số loài linh trưởng không phải con người (não tinh tinh, khỉ đột, khỉ đuôi dài và khỉ đuôi sóc), người ta đã tìm thấy những điểm tương đồng rõ ràng về loại, tỷ lệ và tổ chức không gian của các tế bào vỏ não ở người và các loài linh trưởng không phải người. Các nghiên cứu về biểu hiện gen trong tế bào vỏ não ở các loài khác nhau cho thấy những thay đổi tương đối nhỏ trong biểu hiện gen ở các dòng dõi con người dẫn đến những thay đổi trong hệ thống dây thần kinh và chức năng khớp thần kinh có thể khiến não người linh hoạt hơn, hỗ trợ khả năng thích ứng, học hỏi và thay đổi của não người.

Một nghiên cứu khám phá cách các tế bào thay đổi ở các vùng não khác nhau của khỉ đuôi sóc đã tìm thấy mối liên hệ giữa đặc tính của tế bào trong não người trưởng thành và đặc tính của các tế bào đó trong quá trình phát triển. Mối liên hệ này gợi ý rằng các chương trình phát triển được gắn vào các tế bào khi chúng hình thành và được duy trì cho đến tuổi trưởng thành, đồng thời một số đặc tính của tế bào có thể quan sát được ở tuổi trưởng thành có thể bắt nguồn từ rất sớm trong cuộc sống. Khám phá này có thể dẫn đến những hiểu biết mới về sự phát triển và chức năng của não trong suốt cuộc đời.

Khám phá giải phẫu và sinh lý học của tế bào thần kinh ở lớp ngoài cùng của vỏ não mới cho thấy sự khác biệt giữa não người và não chuột, cho thấy rằng vùng này có thể là một điểm nóng tiến hóa, với những thay đổi ở người phản ánh yêu cầu cao hơn trong việc điều chỉnh các mạch não phức tạp hơn ở người.

BICCN là nỗ lực tiên phong nhằm tìm hiểu cấu tạo tế bào của não. Mục tiêu cốt lõi của nó là xây dựng một danh sách toàn diện về các tế bào não - chúng ở đâu, chúng phát triển như thế nào, chúng phối hợp với nhau như thế nào và chúng điều chỉnh hoạt động như thế nào - để hiểu rõ hơn về cách các bệnh về não phát triển, tiến triển và được điều trị tốt nhất.

Tiến sĩ John Ngãi, giám đốc Chương trình Não NIH, cho biết: "Loạt nghiên cứu này là một thành tựu mang tính bước ngoặt trong việc tiết lộ sự phức tạp của bộ não con người ở cấp độ tế bào. Sự hợp tác khoa học được thiết lập thông qua BICCN đang tiến bộ. Lĩnh vực này đang tiến triển theo cấp số nhân; tiến bộ và khả năng thật ngoạn mục."

Cuộc điều tra dân số về các loại tế bào não ở người và bộ não linh trưởng không phải của con người mà bài viết này tập trung vào là một bước quan trọng hướng tới việc phát triển các phương pháp điều trị não trong tương lai. Những phát hiện này cũng đặt nền móng cho Mạng lưới bản đồ tế bào sáng kiến ​​BRAIN. Mạng lưới bản đồ tế bào sáng kiến ​​BRAIN là một dự án biến đổi tham gia cùng hai dự án quy mô lớn khác - Kết nối xuyên quy mô của sáng kiến ​​BRAIN và Trang bị vũ khí để tiếp cận tế bào não chính xác - nhằm mục đích cách mạng hóa nghiên cứu khoa học thần kinh bằng cách làm sáng tỏ các nguyên tắc cơ bản làm cơ sở cho các mạch chi phối hành vi và đưa ra các phương pháp tiếp cận mới để điều trị các bệnh về não ở người.