人間の脳全体のマッピング

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概要: アレン研究所は、人間の脳内の約 2,000 億個の細胞を種類と機能別にマッピングするための新しいグローバル コラボレーションを立ち上げています。

出典:アレン研究所

アレン研究所の科学者は、ヒト ゲノム プロジェクトに相当する脳の研究を開始し、ヒトの脳内の約 2000 億個の細胞をタイプと機能別にマッピングするための新しいグローバルな共同作業を主導しています。

このコラボレーションは、The BRAIN Initiative® Cell Atlas Network (BICAN) の一部として、国立衛生研究所の Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies® (BRAIN) Initiative によって資金提供されており、マカクとマーモセットの脳の詳細なアトラスも作成されます。

アレン研究所の一部門であるアレン脳科学研究所の上級研究員であるエド・レイン博士と、アレン脳科学研究所の上級副社長兼所長であるホンクイ・ゼン博士が率いる、ヒトおよび霊長類のアトラス助成プロジェクトには、米国、ヨーロッパ、および日本の 17 の機関の研究者が主導するサブプロジェクトも含まれています。

「私たちは、さまざまな分野のオールスターの専門家を集めることで、協力してのみ行うことができるこの分野に変革をもたらすものを生み出すことを目指しています」と Lein 氏は述べています。

「これは重要な作業です。脳の病気を治療したいのであれば、人間の脳をよりよく理解する必要があります。特に、脳の機能と構造をよりよく理解する必要があります。 BRAIN イニシアチブの支援を受けて構築している細胞アトラスは、多くの脳疾患の基礎をより迅速に理解することを約束します。」

アレン研究所への 4 つの追加の BICAN 助成金は、ネットワークの調整と管理をサポートします。 BICAN の調査結果を使用して科学的発見を加速するための Web ベースの知識プラットフォームの構築。 発生中のマウス脳のマッピング。 マウスの脳細胞と機能を結びつける。 すべてのアレン研究所のリソースと同様に、これらのプロジェクトからの調査結果、技術、およびデータは公開されます。

「これらの助成金を通じて認められたことを光栄に思います。世界中の主要な研究者と協力して、人間の脳の最初の包括的な地図を作成できることに興奮しています」アレン研究所。

「このアトラスは、神経科学、そして最終的には医学にも新たな扉を開くでしょう。」

ネズミから私たちへ

これらのプロジェクトは、NIH BRAIN Initiative が資金を提供した以前のアレン研究所などのプロジェクトに基づいて構築されており、個々の細胞でオンになっている遺伝子の完全なスイートを使用して、マウスの脳全体と人間の脳の一部の細胞をマッピングします。細胞トランスクリプトーム。

マウスのような一般的に研究されている哺乳動物の細胞型を理解することは、橋渡し研究を改善し、最終的に脳の病気や障害に苦しむ人々に利益をもたらすための鍵である、とZeng氏は述べたマウスの脳の。

「人間の脳と、研究の対象となることが多い他の霊長類やげっ歯類の脳との類似点と相違点をよりよく理解する必要があります」と Zeng 氏は述べています。

「細胞の種類を比較することは、異なる種の脳を比較する最も堅牢で正確な方法の 1 つであり、私たちはこれを洗練されたレベルで、達成できる最も包括的な規模で行っています。 動物研究と動物モデルを人間の脳自体の構造と機能とよりよく関連付けることが、私たちが達成したい主要な目標の 1 つです。」

5 つの賞を合わせると、協力機関で実施されるプロジェクトの一部を含め、今後 5 年間でこれらのプロジェクトを支援するための合計 1 億 7,300 万ドルを超える資金が提供されます。

「BICAN アワードの発表により、2014 年に開始された BRAIN イニシアチブの細胞センサス プログラム全体に刺激的な移行が行われます」と、NIH BRAIN イニシアチブのディレクターであるジョン ナイ博士は述べています。

「これらの賞により、研究者は、人間の脳内の 2000 億を超えるニューロンと非ニューロン細胞の多面的な特徴を前例のない詳細と規模で探索できるようになります。これは、高度な技術とチーム間の研究協力の偉業であり、新しいパラダイムを明らかにします。脳細胞の特定説(推定)のグループにおける病理学的変化がどのように神経学的および神経精神障害を引き起こす可能性があるかを理解する.

私たちは何百もの異なる種類の脳細胞を持っています — なぜでしょうか?

新たに資金提供された BICAN プロジェクトのうち 2 つは、神経科学における重要な未解決の問題に対処することを目的としています。

これらのプロジェクトの 1 つは、アレン研究所の MindScope プログラムの研究員補佐である Anton Arkhipov 博士と、MindScope プログラムの研究員補佐である Marina Garrett 博士が率いるもので、神経細胞の機能と細胞型を結びつけることを目的としています。動物が見ているものを処理するマウスの脳の領域。

科学者たちは、高解像度顕微鏡を使用してマウスの脳内の特定説(推定)の種類の細胞を視覚化する新しい方法を開発します。 これらの実験は、動物が視覚環境を認識して反応するのと同じニューロンの活動を捉える実験に続きます。

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霊長類の脳アトラス プロジェクトでは、脳内の血流を捉える機能的 MRI として知られる技術を使用して、細胞マップと脳機能を結び付けます。脳の活動領域は、より高いレベルの血流と相関しています。

これは一次運動皮質の細胞を示しています
アレン研究所のトランスクリプトミクス エクスプローラーを使用して、ヒト M1-10x データセットから視覚化された、一次運動皮質におけるヒト脳細胞タイプの多様性。 クレジット: アレン研究所

次に、研究者は、空間トランスクリプトミクスとして知られる新しい方法を使用して、脳の活動領域を特定説(推定)の細胞型と関連付けます。これは、脳内の元の位置で細胞型を標識します。

ヒトアトラスの研究者は、シアトル地域の脳手術患者から提供された脳組織を使用して、生きているヒトニューロンの詳細を研究するアレン研究所で長い間進行中の実験も拡張します。

アレン研究所への他の 2 つの賞は、BICAN コミュニティの調整と知識共有をサポートします。

アレン脳科学研究所のデータおよび技術担当シニア ディレクターである Shoaib Mufti 氏、研究者の Michael Hawrylycz 氏、および研究者の Lydia Ng 博士が率いる 1 つのチームは、公開の Web- BICANの作業を通じて生成されたすべてのデータと調査結果を(´・ω・`)て配布するためのベースの知識プラットフォーム。

もう 1 つのグループは、Hawrylycz とデータ管理担当アソシエート ディレクターの Carol Thompson 博士が率いるもので、BICAN が資金提供するすべての研究のための関与、調整、アウトリーチ センターを構築します。

「私たちは、脳細胞の種類を定義する際に私たちや他の人々が達成した成功に基づいて構築されている BRAIN イニシアチブのこの並外れた取り組みに参加できることに興奮しています」と Zeng 氏は述べています。

「この助成金パッケージは、アレン研究所がこの分野で主導的な役割を果たしていることを示しています。データ生成から計算分析、データ、知識、コミュニティ全体の組織化までです。 同僚と協力して、人間の脳に関する画期的な発見をすることを楽しみにしています。」

上記のBICAN助成金に関するその他の研究者には、次のものが含まれます。

Trygve Bakken、Jennie Close、Song-Lin Ding、Rebecca Hodge、Tim Jarsky、Brian Kalmbach、Michael Kunst、Brian Lee、Brian Long、Jeremy Miller、Kim Smith、Staci Sorensen、Susan Sunkin、Bosiljka Tasic、Jonathan Ting、Jack Waters、アレン研究所のZizhen Yao。 UW Medicine の Tim Brown、Kimiko Domoto-Reilly、Tom Grabowski、Dirk Keene、Christine MacDonald。 マサチューセッツ総合病院のブルース・フィッシュルとエウジェニオ・イグレシアス。 マサチューセッツ工科大学の Guoping Feng、Satrajit Ghosh、Nancy Kanwisher。 ロックフェラー大学のウィンリッヒ・フライヴァルト。 セントルイスのワシントン大学医学部の Matt Glasser と David Van Essen。 INSERMのHenry KennedyとUniversité Claude-Bernard Lyon; 理化学研究所の林拓也。 プリンストン大学のフェナ・クリーネン。 アリゾナ州立大学のノア・スナイダー・マックラー。 ペンシルバニア大学のマイケル・プラット。 Karolinska Institutet の Sten Linnarsson と Rickard Sandberg。 ベイラー医科大学の Xiaolong Jiang 氏と Andreas Tolias 氏。 テュービンゲン大学のフィリップ・ベレンス。 セゲド大学のガボール・タマス。 Vrije Universiteit Amsterdam の Christiaan de Kock と Huib Mansvelder。 ライデン大学医療センターの Boudewijn Lelieveldt。 EMBL-EBIのDavid Osumi-Sutherland; カリフォルニア大学サンディエゴ校の Maryann Martone と Anita Bandrowski。 ボストン大学のジェリー・チェン。 ハーバード大学のパオラ・アルロッタ。 カリフォルニア大学サンフランシスコ校のTomasz Nowakowski。 MITとハーバードのブロード研究所のサミ・ファリ。

このブレインマッピング研究ニュースについて

著者: ピーター キム出典: アレン研究所連絡先: ピーター キム – アレン研究所画像: 画像はアレン研究所にクレジットされています



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