Za mnoge druge istraživače stvaranje mape od 86 milijardi neurona ili živčanih stanica koje čine mozak smatralo bi se gotovo nepremostivim projektom. Međutim, istraživači s Allenova instituta provode upravo taj zadatak, tvrdeći da će to postaviti temelje za pomoć u boljem razumijevanju načina na koji mozak funkcionira.
Institut Allen, koji je 2003. osnovao suosnivač Microsofta i filantrop Paul Allen, izvorno je stvoren za mapiranje aktivnosti gena u mozgu miša, ali su istraživači brzo počeli uključivati studije ljudskog mozga u svoj rad. Neprofitna organizacija je radno mjesto stotina istraživača koji, u velikim timovima, pokreću ambiciozne ‘moonshot’ projekte koji bi mogli pomoći u rješavanju najvećih pitanja u vezi s bolestima od kojih boluju milijuni Amerikanaca.
“Radi stvari malo drugačije od drugih istraživačkih institucija”, rekao je za ABC News dr. Rui Costa, predsjednik i izvršni direktor Instituta Allen. “Mi radimo velike mjesečeve projekte u znanostima o životu koji ponekad traju 10, 15 godina, gdje timovi interdisciplinarnih znanstvenika odgovaraju na određeno pitanje, a zatim otvoreno dijelimo sa svijetom.”
Costa kaže da ovi projekti postavljaju temelje koje mogu koristiti druge institucije. Međutim, oni su iznimno složeni i moraju se raditi u većem opsegu, što zahtijeva ili multidisciplinarni tim ili čak veće konzorcije.
Viši znanstvenik Brian Lee i izvršni direktor Rui Costa ispituju snimke na Allen institutu u Seattleu, Washington, 13. ožujka 2024.
Allenov institut
Dr. Ed Lein, viši istraživač na Allenovom institutu za znanost o mozgu, rekao je da su tek nedavno postojali alati koji istraživačima omogućuju izradu mapa mozga visoke razlučivosti, koje zauzvrat mogu dati potpune opise svih stanica koje čine gore orgulje.
Kaže da će karte, opisane kao projekt snimanja s mjeseca, biti slične sekvenciranju genoma, koji – kada bude gotov – opisuje kompletan genetski sastav osobe.
“To postaje stvarno snažna referenca ne samo za razumijevanje normalnog mozga, već i za razumijevanje bolesti”, rekao je Lein za ABC News. “Dakle, također ulažemo velike napore u pokušaju razumijevanja Alzheimerove bolesti i stvarno specifičnih tipova stanica koje mogu biti osjetljive na bolest, kao i pokušavajući stvoriti nove alate koji mogu ciljati određene tipove stanica koji zapravo mogu biti korisni za gen terapije.”
“Na primjer, ako možemo identificirati ranjive vrste stanica, sada možemo razviti alate za provjeru kako bismo ih počeli ciljati”, primijetio je Lein. “I tako, to je potpuno novo područje istraživanja koje su otvorile nove tehnologije.”
Postoje stotine bolesti mozga, što znači da milijuni Amerikanaca pate od njih. Alzheimerova bolest, koja je najčešći tip demencije, pogađa oko 6,7 milijuna ljudi. Očekuje se da će Parkinsonova bolest, progresivni poremećaj uzrokovan degeneracijom živčanih stanica u dijelu mozga koji kontrolira kretanje, zahvatiti 1,2 milijuna ljudi do 2030. godine.
Ni za Alzheimerovu ni za Parkinsonovu bolest nema lijeka, a većina tretmana usmjerena je na upravljanje simptomima i održavanje kvalitete života. Tim Allen instituta nada se da njegovo istraživanje može to promijeniti i potencijalno dovesti do ciljanih terapija koje pomažu u uklanjanju bolesti.
“Da bismo razvili bilo koju vrstu farmakologije ili farmakoterapije, ili čak razumjeli način na koji bolesti djeluju i kako one oštećuju mozak i vrste stanica, moramo razumjeti koje su osnovne komponente jezgre stanica”, dr. Brian Lee, viši znanstvenik u odjelu za integrativnu staničnu fiziologiju na Institutu Allen, rekao je za ABC News. “Dakle, ovo daje informacije za ljude da počnu raditi neke ciljane pristupe rješavanju ili liječenju Alzheimerove ili Parkinsonove bolesti.”
Lee je objasnio da u slučaju Parkinsonove bolesti dolazi do gubitka stanica u krugovima bazalnih ganglija, koji se nalaze blizu središta mozga i koji su odgovorni za kontrolu kretanja u tijelu.
Međutim, nejasno je koje su vrste stanica zahvaćene bolešću. Karta moždanih stanica mogla bi pomoći u odgovoru na ovo pitanje.
“Dakle, bit će od velike pomoći, što više počnemo shvaćati sve tipove stanica u mozgu i kako različite tipove stanica utječu na bolest, možemo početi primjenjivati odabraniji i ciljaniji pristup liječenju i, nadamo se, eliminirati ga,” rekao je Lee.
Viši znanstvenik Brian Lee (desno) i istraživač pregledavaju snimku na Institutu Allen u Seattleu, Washington, 13. ožujka 2024.
Allenov institut
Lein je rekao slično, za Alzheimerovu bolest, istraživanje je pokazalo da su specifične vrste stanica zahvaćene u različitim točkama napredovanja bolesti iu različitim regijama mozga. Rekao je da se mapa mozga može koristiti za mapiranje podataka o Alzheimerovoj bolesti kako bi se utvrdilo dovode li i kako ti gubici neurona do kognitivnog pada.
“Mislim da je ovo tek početak ovog područja pa će baš kao i genom, ove karte služiti ovoj ulozi da sada svatko tko proučava bilo koju bolest može doći i dobiti ovu perspektivu visoke rezolucije o tome što se događa u toj bolesti”, rekao je Lein. “I tako, to je neka vrsta velike snimke zajednice, ali počinje s ovim temeljnim temeljnim atlasom.”
Allenov institut također radi na drugim načinima da pokuša bolje razumjeti mozak. Na primjer, Lee radi na projektu koji omogućuje istraživačima da u osnovi ispitaju ili probodu jedan neuron kako bi razumjeli njegova funkcionalna svojstva. Stanica je također ispunjena bojom kako bi se dalje odredio njezin oblik i funkcija. Budući da postoje tisuće tipova stanica u mozgu, a sve obavljaju vrlo različite, složene zadatke, Lee je rekao da ovo pomaže razumjeti kako svaka stanica doprinosi strukturi i funkciji mozga.
Dodao je da je institut također surađivao s lokalnim neurokirurzima koji često moraju ukloniti zdravo moždano tkivo s pacijenata tijekom operacije, primjerice kod pacijenata s rakom da bi došli do tumora na mozgu. Istraživači na institutu zatim prikupljaju neka od tih tkiva i koriste ograničeno vrijeme koje imaju dok su tkiva živa kako bi ih uzgojili i proučavali pojedinačne neurone.
Izvršni direktor Instituta Allen dr. Rui Costa rekao je da ovo istraživanje ne samo da postavlja okvir za daljnje i dublje razumijevanje mozga, već također daje odgovore na pitanje što ljude čini jedinstvenim stvorenjima.
“Razumijevanje mozga nešto je vrlo važno za ljude, jer je mozak ključan za to tko smo, što volimo, što mrzimo, čega se sjećamo, kako se ponašamo, kako se osjećamo”, rekao je. “Sve što čini našu osobu, na neki način, ovisi o tome kako se naši mozgovi razvijaju, i oni doživljavaju stvari tijekom života. Dakle, razumjeti mozak jedna je od velikih potraga čovječanstva.”
