Про це пише видання ScienceDaily.
Мозок людини починає розвиватися з однієї клітини, яка згодом утворює приблизно 170 мільярдів клітин. Одне з головних питань нейробіології полягає в тому, як усі вони опиняються саме там, де потрібно для нормальної роботи мозку.
Читайте также: 17 тисяч знімків мозку показали, що Альцгеймер може працювати по-різному залежно від походження людини
Науковці з лабораторії Cold Spring Harbor Laboratory запропонували нове пояснення цього процесу. Вони вважають, що клітини використовують своє походження, тобто своєрідне «родинне дерево», як карту для визначення місця в мозку.
Постдокторант Стен Керстенс пояснює, що клітина бачить лише себе та сусідні клітини, але її майбутня роль залежить від того, де вона розташована. Якщо клітина опиняється не на своєму місці, вона набуває неправильних властивостей, і розвиток мозку порушується. Тому кожна клітина має визначити, де вона знаходиться і ким повинна стати.
Протягом десятиліть вважалося, що клітини визначають своє положення за допомогою хімічних сигналів. За словами дослідників, цей механізм добре працює у невеликих системах, але його недостатньо, щоб пояснити розвиток мозку, де потрібно правильно розташувати мільярди нейронів. Хімічні сигнали слабшають із відстанню, тому давно виникало питання, як клітини всередині великого мозку точно визначають своє місце.
Автори припускають, що частину відповіді дає принцип, схожий на розселення людей. Нащадки зазвичай оселяються неподалік від своїх предків, тому люди зі спільним походженням часто живуть поруч. На думку дослідників, так само поводяться і клітини мозку: ті, що походять від однієї клітини-попередника, залишаються близько одна до одної.
Читайте также: Родич крокодилів. Палеонтологи відкрили в Бразилії новий вид викопних рептилій
Щоб перевірити цю гіпотезу, вчені створили модель, засновану на клітинному походженні. Спочатку вони виконали теоретичні розрахунки, потім дослідили активність генів у мозку мишей, аналізуючи окремі клітини та їхні групи. Після цього модель перевірили на дані про розвиток мозку даніо-реріо й отримали схожі результати. Це свідчить, що такий механізм може працювати у мозку різних розмірів.
Отримані результати показують, що хімічні сигнали та клітинне походження, ймовірно, діють разом, допомагаючи клітинам визначати своє місце під час розвитку.
Дослідники зазначають, що цей принцип може бути важливим не лише для вивчення мозку. Він може пояснювати розвиток інших тканин, зокрема пухлин. Крім того, подібний підхід потенційно можна використати під час створення майбутніх систем штучного інтелекту, які передаватимуть інформацію між поколіннями моделей.
Як зазначає Стен Керстенс, мозок якимось чином робить людей розумними, а розуміння того, як ця здатність формується під час розвитку та еволюції, є частиною великої наукової загадки.
Читайте также: Юрій Феліпенко Батьки: биография, личная жизнь и профессиональный путь
- Соціальні рибки. Мозок може готуватися до спілкування ще до того, як людина почне рухатися — дослідження
- Крапля в морі. Науковці з’ясували, чому омега-3 добавки майже не впливають на мозок
- Голод чи спрага. Вчені розповіли, чому в спеку мозок так легко плутає одне з одним
