Dzięki nowej metodzie, liczenie komórek mózgu będzie szybsze i bardziej dokładne

Jej metoda liczenia jest zarówno szybka, jak i dokładna.

„Przyglądamy się najbardziej podstawowym cechom tkanki mózgowej” – mówi Herculano-Houzel. „Z czego jest zrobiona, jakie zasady stoją za tym, że mózg stanowi całość, i jak ma się mózg ludzki do mózgów innych gatunków”.

Brazylijska badaczka policzyła dotychczas komórki w 190 mózgach osobników należących do 101 gatunków. Mózg człowieka zawiera ok. 86 mld komórek, a myszy – tylko 71 mln. Z kolei u słonia liczba ta jest porażająca - aż 257 mld. Jednak tylko drobna część tych komórek odpowiada za inteligencję.

Standardowa, tradycyjna technika pośmiertnej analizy mózgu to stereologia. Badacze tną go na cienkie plastry i oglądają te próbki pod mikroskopem. Jest to dobra metoda, gdyż zachowuje strukturę komórek i mózgu, jednak szalenie czasochłonna. Np., zgodnie z nią, komórki mózgu myszy trzeba by liczyć przez kilka dni, a w przypadku większej liczby gatunków, zajęłoby to dziesiątki lat.

Metoda Herculano-Houzel polega na czymś zupełnie innym. Zamiast ciąć mózg na plastry, rozdziela się go na części, według jego podstawowych obszarów. Następnie rozpuszcza się w detergencie ważące około 3 gramów kawałki tych części, żeby powstał roztwór zawierający wolno unoszące się w nim, równomiernie rozmieszczone jądra komórkowe.

Potem próbki ogląda się pod mikroskopem. W tkance mózgu jądra komórkowe nie są rozmieszczone regularnie, natomiast w przypadku takiej jednolitej zawiesiny liczenie jest dużo łatwiejsze. Kolejny krok, to uśrednienie obliczeń, aby wynik przełożyć na sytuację, gdy rozpuszczony byłby cały mózg. Margines błędu przy tej metodzie wynosi ok. 10%.

Im większy mózg, tym dłużej trwa cały proces. Jedna osoba może zanalizować mózg myszy w ciągu zaledwie 4 godzin. W przypadku mózgu człowieka, czteroosobowy zespół musiałby na to poświęcić 1-2 miesiące.

Niestety, szacowanie liczby komórek niewiele mówi o samej naturze neuronów, ani o tym, w jaki sposób ze sobą współpracują – co jest jedną z głównych zagwozdek dla wielu naukowców, między innymi, laureatów tegorocznego Nobla z medycyny.

Herculano-Houzel skupia się na porównywaniu gatunków, lecz jej metoda wpływa także na inne dziedziny nauki. Jon Kaas, profesor psychologii na Uniwersytecie Vanderbilta, użył jej do porównania mózgów pawianów: zdrowych i chorych na epilepsję.

„Istniały ogromne różnice w części motorycznej ich kory mózgowej” – mówi Kaas. „Pawiany z epilepsją straciły dużo neuronów, czego nie bylibyśmy w stanie dociec, sądząc po ich zachowaniu, gdyż były kompensowane”. Kaas ma nadzieję, że jego odkrycie pomoże w badaniach nad zapobieganiem epilepsji.

Herculano-Houzel ocenia, że ludzie mają 16 mld komórek w korze mózgowej, która odpowiada na procesy świadomego myślenia. To więcej, niż u jakiegokolwiek innego zwierzęcia. Mózg słonia ma zaledwie 5,6 mld takich komórek. Niemal wszystkie jego pozostałe neurony znajdują się w móżdżku, odpowiadającym za funkcje motoryczne. Być może dlatego, by lepiej operować ogromną trąbą zwierzęcia.

Takie różnice mogą, zdaniem Herculano-Houzel, tłumaczyć, dlaczego, pod względem zdolności poznawczych, człowiek góruje nad innymi gatunkami.

 

Na podst. New Technique Offers Faster, More Accurate Way to Count Brain Cells, Jo Craven McGinty, The Wall Street Journal

Sieci społecznościowe

Tagi