Новый метод делает создание карт значительно дешевле и позволяет показать самые дальние участки мозга. Технологию разработали в лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL). В ее основе лежит секвенирование ДНК, которое позволяет получать более четкие изображения связей между различными областями мозга.

Ее детальное описание опубликовано в журнале Cell.

Нейронные связи обычно изучают с помощью флуоресцентных меток, которые вводятся в область мозга. Ученые могут использовать разные цветные красители для двух-трех его частей, а затем прослеживать связи в них. Чтобы найти дополнительные соединения, они повторяют то же для других областей.

Этот метод слишком долгий и дорогой. Кроме того, делая карту, ученые сталкиваются с несколькими проблемами: набор меток, подходящих для этой работы, ограничен, а чтобы создать карту всего мозга, повторять одни и те же действия приходится сотни раз, используя новых лабораторных животных для каждого опыта.

Разработанный подход BRICseq (расшифровывается как «секвентрирование нейронных связей в мозге животного») позволяет создавать бесконечное количество меток. Ученые маркируют отдельные части мозга короткими нуклеотидными последовательностями и получают своеобразные «штрихкоды», которые позволяют отделять одну клетку от другой. Затем используют секвентрирование, чтобы проанализировать фрагменты мозговой ткани, считая каждый штрихкод сигналом клеточной связи.

«Разнообразие штрихкодов действительно велико по сравнению с количеством цветов, которые мы можем использовать в научных исследованиях. Таким образом, теперь мы действительно можем маркировать огромное количество нейронов и областей мозга у одного животного, что позволяет нам отображать проекции из нескольких областей органа», — говорит Лонгвен Хуан, один из авторов исследования.

Эффективность метода проверили на мышах. Соединение, которое помечало нейронные связи, ввели животным, сделав по 300–600 инъекций каждому. Через 44 часа мозг грызунов проанализировали, уделяя особое внимание связям между удаленными областями. Полученная карта детально отражала их и показала, как они коррелируют с активностью, генами и поведением отдельных животных. Причем ученые смогли сократить число подопытных в несколько раз — это будет полезно, когда они перейдут к опытам на приматах.

Анатомические карты нужны, чтобы понять, как информация перетекает из одной области мозга в другую и обрабатывается нервной системой и как возникают психические расстройства. Ранее создание карт было недоступно большинству исследовательских групп. Новый метод гораздо быстрее и дешевле, что позволяет отдельным лабораториям изучать, как возраст, пол, окружающая среда и генетика влияют на работу мозга, как нарушаются нейронные связи во время болезней. Авторы считают, что BRICseq можно будет легко адаптировать к другим организмам, в том числе к людям.