«Χαρτογραφήθηκε» η πολυπλοκότητα του εγκεφάλου

Την τεράστια βιοχημική πολυπλοκότητα του ανθρώπινου εγκεφάλου επιβεβαιώνει ένας νέος «χάρτης», που καταγράφει αναλυτικά για πρώτη φορά τη δραστηριότητα των γονιδίων σε όλο τον εγκέφαλο, κάτι που ελπίζεται ότι θα βοηθήσει στην καλύτερη κατανόηση των νευρολογικών και ψυχιατρικών παθήσεων.

Εξάλλου, η μελέτη, μεταξύ άλλων, δείχνει ότι ανεξάρτητα από τις μυριάδες προσωπικότητες που υπάρχουν στον ανθρώπινο πληθυσμό, οι εγκέφαλοί μας φαίνεται πως έχουν την ίδια βασική μοριακή-γενετική δομή και αρχιτεκτονική.

Οι ερευνητές του Ινστιτούτου 'Αλεν για την Επιστήμη του Εγκεφάλου στο Σιάτλ, με επικεφαλής τον Μάικλ Χαβρίλιτς, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», δημιούργησαν έναν έγχρωμο υψηλής ανάλυσης τρισδιάστατο «χάρτη» γονιδιακής έκφρασης του ενήλικου εγκεφάλου.

Οι επιστήμονες, που ξεκίνησαν το ερευνητικό πρόγραμμα το 2008, ανέλυσαν γονιδιακά τους εγκεφάλους τριών ανδρών-δωρητών, τους οποίους έκοψαν σε πολύ μικρά κομμάτια για να αναλύσουν το επίπεδο δραστηριότητας των περίπου 20.000 γονιδίων του ανθρώπινου γονιδιώματος. «Ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι η πιο πολύπλοκη δομή που είναι γνωστή στην ανθρωπότητα και μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στη σύγχρονη βιολογία είναι η κατανόηση του τρόπου κατασκευής και οργάνωσής του. Για πρώτη φορά καταφέραμε μια επικάλυψη του ανθρώπινου γονιδιώματος με τον ανθρώπινο εγκέφαλο. Αυτό μας δίνει ουσιαστικά ένα είδος "στήλης της Ροζέτας" για την κατανόηση των συνδέσμων ανάμεσα στο γονιδίωμα και τον εγκέφαλο και, έτσι, μας ανοίγει ένα δρόμο για την αποκωδικοποίηση των τρόπων που οι γενετικές διαταραχές επιδρούν και δημιουργούν τις εγκεφαλικές νόσους», δήλωσε ο καθηγητής μοριακής νευροεπιστήμης Σιθ Γκραντ του πανεπιστημίου του Εδιμβούργου, ο οποίος συμμετείχε στη δημιουργία του νέου «χάρτη».

Η επεξεργαστική ισχύς και η πολυπλοκότητα του εγκεφάλου σχετίζεται με τις πολύπλοκες συναπτικές συνδέσεις ανάμεσα στους νευρώνες, με την ποικιλία των εγκεφαλικών κυττάρων και, τελικά, με τους μυστηριώδεις μηχανισμούς με τους οποίους τα γονίδια του εγκεφάλου ενεργοποιούνται ή απενεργοποιούνται. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι το 84% όλων των γονιδίων του ανθρώπου ενεργοποιούνται κάποια στιγμή σε κάποιο σημείο του εγκεφάλου του. Επιπλέον, η γονιδιακή δραστηριότητα διαφέρει ανάμεσα στο πιο επιφανειακό και εξελιγμένο μέρος του εγκεφάλου που είναι ο φλοιός και στο πιο αρχαίο και βαθύ που είναι το εγκεφαλικό στέλεχος.

Ακόμα, ανάλογα με τις διαφορετικές λειτουργικές περιοχές του εγκεφάλου (για την κίνηση, τις αισθήσεις κλπ), μεταβάλλεται και η γονιδιακή δραστηριότητα. Ο «άτλας» όμως δεν βρήκε κάποια διαφορά στη δραστηριότητα των γονιδίων μεταξύ του αριστερού και του δεξιού ημισφαιρίου. Επίσης, και στους τρεις εγκεφάλους που μελετήθηκαν, τα «μοτίβα» γονιδιακής έκφρασης ήσαν τόσο παρόμοια, που οι επιστήμονες πιστεύουν ότι υπάρχει ένα κοινό πρότυπο για την ενεργοποίηση των γονιδίων σε όλους τους ανθρώπινους εγκεφάλους.

Στο παρελθόν, οι επιστήμονες είχαν δημιουργήσει ανάλογους «χάρτες» για εγκεφάλους τρωκτικών, που όμως είναι περίπου 1.000 φορές πιο μικροί και σαφώς λιγότερο πολύπλοκοι. Ο νέος ανθρώπινος «χάρτης» είναι ελεύθερα προσβάσιμος από τον κάθε ερευνητή μέσω του Allen Institute for Brain Science.