Forscher unter der Leitung von Rutgers haben eine bahnbrechende Entdeckung darüber gemacht, wie Zelltypen im menschlichen Gehirn zusammenarbeiten, um komplexe Netzwerke zu bilden. Diese Studie wirft Licht auf die zellulären Grundlagen der Wahrnehmung und der geistigen Gesundheit.
Forscher unter der Leitung der Rutgers University haben den Schleier über die komplexe Art und Weise gelüftet, wie Gehirnzellen zusammenarbeiten, um großflächige funktionelle Netzwerke im menschlichen Gehirn zu bilden. Diese außergewöhnliche Entdeckung, die in einer Studie detailliert beschrieben wird, veröffentlicht in Nature Neuroscience, verspricht, unser Verständnis der Gesundheit und Erkrankungen des Gehirns zu revolutionieren.
Durch die Identifizierung dieser zellulären Grundlagen bietet die Studie eine neue Perspektive auf die zellulären Grundlagen von Kognition und geistiger Gesundheit.
„Diese Ergebnisse unterstreichen eine Verbindung zwischen der funktionalen Organisation des menschlichen Gehirns und seinen zellulären Grundlagen“, sagte der leitende Autor Avram Holmes, außerordentlicher Professor für Psychiatrie an der Robert Wood Johnson Medical School und Kernfakultätsmitglied des Rutgers Brain Health Institute und des Center for Advanced Human Brain Imaging Research, in einem Pressemitteilung.
Bisher wurden die funktionellen Eigenschaften des Gehirns anhand von Gewebeproben aus postmortalen Studien oder durch invasive Techniken an Tieren untersucht. Methoden wie Histologie, Nachverfolgung neuronaler Bahnen, Elektrophysiologie und Läsionsanalyse waren dabei von entscheidender Bedeutung. Fortschritte in Genetik und Technologie ermöglichen heute jedoch eine genauere Untersuchung von Gehirnzellen im menschlichen Gewebe.
Für ihre Forschung nutzten die Wissenschaftler kürzlich entwickelte Atlanten der Genexpression, die postmortal erstellt wurden. Diese Atlanten bilden ab, wie Gene in verschiedenen Gehirnregionen unterschiedlich exprimiert werden, und ermöglichen die Untersuchung der räumlichen Ausrichtung verschiedener Zelltypen in den Gehirnnetzwerken, die in der Gesamtbevölkerung beobachtet werden.
Ihre Ergebnisse zeigten, dass bestimmte Zelltypverteilungen bestimmten Netzwerken in der Hirnrinde entsprechen. Diese Entdeckung wurde sowohl auf der Ebene einzelner Zelltypen als auch durch multivariante Zellprofile oder Fingerabdrücke gemacht.
„Die Studie hat erhebliche Auswirkungen auf das Verständnis der zellulären Grundlagen der Gehirnfunktionen im gesunden und kranken Zustand“, fügte Holmes hinzu.
Die Auswirkungen dieser Forschung sind weitreichend. Sie ebnet den Weg für künftige Studien, die untersuchen sollen, wie verschiedene Zelltypen in den Netzwerken des Gehirns zusammenarbeiten, und andere potenzielle Modelle testen, wie Zellen zur Gehirnfunktion beitragen. Zukünftige Forschung sollte sich darauf konzentrieren, die hierarchische Struktur dieser verschiedenen Zelldefinitionen in Analysen zu integrieren und alternative Modelle der Gehirnfunktion in vivo in Betracht zu ziehen, schlug Holmes vor.
Da unser Verständnis der Zellorganisation des Gehirns immer tiefer wird, stellt diese Studie einen bedeutenden Fortschritt bei der Entschlüsselung der Komplexität des Gehirns und letztlich bei der Verbesserung der psychischen Gesundheit dar.