El Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro ha agregado los primeros datos de las células nerviosas humanas a la Base de datos de tipos de células Allen: una herramienta disponible públicamente para que los investigadores exploren y comprendan los componentes básicos del cerebro humano. Esta primera versión incluye propiedades eléctricas de aproximadamente300 neuronas corticales vivas de diferentes tipos derivadas de 36 pacientes, con reconstrucciones en 3D de su forma o anatomía para 100 células, y modelos de computadora que simulan el comportamiento eléctrico de estas neuronas. La base de datos también contendrá perfiles de expresión génica, basados en mediciones de todosgenes utilizados por 16,000 células individuales, de tres cerebros humanos adultos. Los datos de estas células humanas proporcionan una ventana incomparable a los intrincados componentes, circuitos y funciones de la neocorteza humana, incluidas las características que hacen que nuestros cerebros sean únicos.
La base de datos de tipos de células Allen está disponible gratuitamente en http://celltypes.brain-map.org .
"Nuestro objetivo es comprender realmente cómo funciona el cerebro humano, no solo el cerebro de los ratones u otros animales que la mayoría de los científicos del cerebro estudian. No hay mejor manera de hacerlo que examinar directamente las células vivas de la corteza humana".dice Christof Koch, Ph.D., Jefe Científico y Presidente del Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro. "El cerebro humano es la pieza más compleja de materia altamente organizada y activa en el universo, y es fundamental comprender sus componentes básicos sialguna vez esperamos comprender cómo funciona en su conjunto "
"Por primera vez, estamos adoptando un enfoque de acceso abierto y sistemático para comprender la corteza humana mediante el estudio de la anatomía y la actividad eléctrica de las células individuales en los segmentos vivos del cerebro humano", dice Ed Lein, Ph.D.,Investigador del Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro. "Nuestro objetivo es comprender la organización detallada de la corteza humana, la capa externa de neuronas que media nuestra percepción, memoria, pensamientos y conciencia, reduciendo su complejidad a un número menor de células componentestipos, que podemos definir en función de su función, anatomía, conectividad y uso de genes. Estos datos también nos permiten preguntar qué es único o especializado sobre el cerebro humano, y qué sale mal en enfermedades específicas de humanos ".
"La adición de datos de células humanas vivas a la Base de datos de tipos de células Allen es un momento decisivo en el desarrollo de este recurso único", dice David J. Anderson, Ph.D., Profesor de Biología Seymour Benzer y Director deel Instituto Tianqiao y Chrissy Chen para Neurociencia en el Instituto de Tecnología de California e Investigador del Instituto Médico Howard Hughes. "La generación de datos neuronales humanos de tan alta calidad, a esta gran escala, no tiene precedentes. Tendrá un gran impacto en los investigadoresy laboratorios de todo el mundo que buscan comprender los componentes fundamentales del cerebro humano que lo dotan de sus propiedades únicas ".
La recopilación de estos datos es posible gracias a las colaboraciones con los neurocirujanos del área de Seattle Jeffrey Ojemann, MD, Andrew Ko, MD, Ryder Gwinn, MD y Charles Cobbs, MD Cuando los pacientes requieren cirugía para afecciones como epilepsia o tumores cerebrales, los cirujanos a menudo necesitanretirar un pequeño trozo de tejido cortical para alcanzar el objetivo quirúrgico. Este tejido generalmente se trata como desecho médico y se destruye. Los científicos del Instituto Allen transportan rápidamente este tejido de regreso al laboratorio, donde pueden estudiar la forma y el comportamiento de las células cerebrales humanas vivas.
"En toda la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, buscamos una mejor comprensión del cuerpo humano y el cerebro humano, y nuestra colaboración con el Instituto Allen ha sido muy natural", dice Jeffrey G. Ojemann, MD, Vicepresidente yProfesor de Cirugía Neurológica en UW Medicine. "Su enfoque de pensar en grande y usar métodos de alto rendimiento a gran escala los ha convertido en un socio emocionante en nuestra misión compartida de comprender el cerebro. Sin duda, aprenderemos sobre muchas enfermedades y trastornos diferentesperseguimos esta cuestión fundamental de los tipos de células en el cerebro ".
Trabajar con tejido humano ha revelado su notable viabilidad. Una vez transportado al laboratorio, el tejido puede estudiarse durante mucho más tiempo que el tejido derivado del ratón de laboratorio, el modelo animal más común en las ciencias biomédicas.
"En los cuatro años que llevamos realizando estos experimentos, hemos descubierto que es posible trabajar con el tejido cerebral humano por mucho más tiempo de lo que se informó anteriormente en la literatura", dice Jonathan Ting, Ph.D., Investigador Asistente en elInstituto Allen para la Ciencia del Cerebro. "Una de nuestras esperanzas es que al buscar trabajo sobre tipos vivos de células cerebrales humanas a gran escala, y al compartir nuestros datos públicamente, podemos inspirar a otros en la comunidad científica a cambiar su propio trabajo hacia la cirugía humanatejido, con el fin de abordar más directamente muchas de las preguntas científicas en el campo de la neurociencia "
Al examinar las células del cerebro humano en paralelo a las del ratón, el organismo modelo más común en la investigación biomédica, este recurso también permite la comparación entre especies. Si bien muchas características generales de la estructura y función celular son similares, los detalles pueden diferir.Por ejemplo, las formas de las neuronas humanas son mucho más grandes y complejas, mientras que el uso de muchos genes cambia entre las especies.
"Estamos comenzando a descubrir que ciertos tipos de células neuronales y no neuronales tienen propiedades muy diferentes en ratones y humanos", dice Lein. "Si queremos entender los detalles de la función cerebral humana en la salud y la enfermedad, es esencialpara estudiar el cerebro humano mismo "
Esta publicación de datos también incluye actualizaciones adicionales de los recursos existentes, incluyendo atlas y anotaciones de referencia actualizadas, nuevos conjuntos de datos en el Atlas de Conectividad Cerebral del Ratón Allen, y un paquete de software prototipo para construir y simular modelos computacionales de neuronas y circuitos neuronales, incluido elneuronas humanas descritas aquí. Los comentarios de la comunidad son bienvenidos en esta versión de prueba inicial, que se puede ver en http://github.com/AllenInstitute/bmtk .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Allen . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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