Мозг — самый сложный орган в нашем теле, постоянно поглощающий и интерпретирующий наше окружение и направляющий наши движения, мысли, поведение и эмоции. Несмотря на то, что люди разделяют фундаментальное понимание окружающей нас среды (т. е. лед холоден, огонь горяч, ножи остры), каждый из нас развивает уникальную интерпретацию информации, которую мы обрабатываем. Например, у двух людей могут быть очень разные реакции после того, как они попробовали одну и ту же еду, услышали один и тот же звук или вышли из общего социального взаимодействия.
Джерри Чен, доцент биологии Колледжа искусств и наук Бостонского университета, исследует нейронный код мозга. Он стремится лучше понять взаимосвязь между генетическими и электрическими влияниями, которые контролируют когнитивные функции, такие как сенсорная обработка, принятие решений, обучение и память. «Чтобы взломать нейронный код, — объясняет Чен, — вам нужно знать как минимум две вещи. Во-первых, вы должны иметь возможность измерять активность нейронов в мозгу, когда субъект выполняет различные когнитивные задачи. во-вторых, вы должны знать идентичность тех нейронов, о которых мы можем узнать через гены, которые они экспрессируют».
В своем последнем исследовательском прорыве, опубликованном в журнале Science , Чен и его сотрудники раскрыли, как мозг мыши понимает сенсорную информацию, уделяя особое внимание восприятию прикосновений. Новое открытие его команды имеет отношение к целому ряду неврологических расстройств, таких как инсульт, нейропсихиатрическим заболеваниям, таким как расстройство аутистического спектра, когда у человека может быть изменено чувство восприятия. Кроме того, новые результаты имеют важные последствия для целенаправленного лечения и вмешательства при психологических и неврологических расстройствах.
Джерри Чен оценивает цели, методологию, результаты и влияние исследования в вопросах и ответах ниже.
Что вы стремились изучить своим исследованием? Что побудило вас заняться изучением этого вопроса?
Наша лаборатория заинтересована в изучении нейронной основы восприятия и познания. Мозг – самый сложный орган в организме. Эта сложность частично определяется тем фактом, что миллиарды нейронов в мозгу не одинаковы. Существуют сотни тысяч различных типов нейронов, выполняющих разные функции и выполняющих разные вычисления. Чтобы действительно понять, как работает мозг, нам нужно разобрать мозг на отдельные компоненты, а затем начать задаваться вопросом, как эти компоненты взаимодействуют во время поведения.
Не могли бы вы объяснить первую в своем роде технологию «каталога нейронов», которая способствовала этому исследованию, и ее влияние?
Наши сотрудники из Алленовского института наук о мозге поставили перед собой цель создать « каталог нейронов », собрав все типы клеток мозга. Это часть коллективных усилий нескольких команд в разных учреждениях.
Каталог описывает только молекулярный состав нейронов, но ничего не говорит о функциях нейронов или выполняемых ими вычислениях. Технология, которую разработала моя исследовательская группа, использует эту новую информацию из каталога и добавляет следующий уровень информации, а именно модели активности клеток. Это позволяет нам всесторонне отточить и изучить функцию ячеек в каталоге. Вот почему мы называем это комплексным считыванием маркеров активности и клеточных типов , или CRACK ( т."). Наша технология CRACK проложит путь к "каталогу 2.0", позволяющему исследователям собирать как молекулярную, так и функциональную информацию обо всех клетках мозга.
