Первые подробные карты этого, что гены делают наш мозг, показывают, как сильно мы отличаемся от мыши и подрывают силу давно теорию функционирования серого вещества.

Когда вы читаете эти слова, Ваши глаза сканируют страницы, распознавая модели, где Твой разум приписывает определенные значения. В то же время Ваше сердце сокращается и расслабляется, диафрагма поднимается и опускается, контролируя дыхание, сгибать руки и напрягать мышцы спины, чтобы поддерживать осанку тела, и длится тысячу других необходимых действий сознательной и бессознательной жизни – и все это координируется около 86 млрд нейронов и такое же количество вспомогательных клеток внутри черепа. Для neurobiologów таких, как мы, даже простое действие, просмотра журнала является чудом, – и, одновременно, примером одной из самых сложных проблем современной науки. Да, действительно, мы не можем еще в полной мере объяснить, каким образом человеческий мозг думает и почему мозг обезьяны не позволяет проводить процессы мышления так, как мозг человека.

Мы, нейробиологи уже более 100 лет интенсивно изучают человеческий мозг. Несмотря на это, иногда мы все равно чувствуем себя как исследователи, которые высадились на берегу неизвестного континента. Первые новички wytyczyli общие границы и очертания. В начале ХХ века немецкий ученый Korbinian Brodmann тел ломтиками человеческий мозг и исследовал под микроскопом кору головного мозга – внешний слой серого вещества, которая отвечает за большинство процессов восприятия, мысли и памяти. На основании топографии головного мозга и внешнего вида клеток в отдельных краях и после применения различных видов окрашивания он разделил кору головного мозга на несколько десятков районов.

Постепенно zakorzenił взгляд, что каждый район, каждая группа клеток определенного типа, выполняет функции из определенного диапазона. Некоторые мы, нейробиологи, ставят под сомнение его теорию о том, что распределение функций зависит от региона. Однако модель разделения мозга на зоны вернулся в милости, когда появились новые средства, прежде всего, функциональные делает методом ядерного магнитного резонанса (MRI), который позволяет на регистрацию части мозга, которые „загораются” (потребляют кислород), в то время, когда человек читает, мечтает ли тоже врет. Ученые используют эту технику для создания „карт”, которые включают изображения, полученные с ее помощью с поведением людьми в реальном мире.

Однако новая школа утверждает, что мозг ведет себя скорее как неформальная социальная сеть, без строгого распределения задач. В соответствии с этой гипотезой поведение нейрона определяют более связи между ним и другими клетками головного мозга, чем его положение. Принцип действия каждого района подвергается сильным влиянием прошлого опыта и текущей ситуации. Если это так, то мы можем ожидать, что отдельные функции мозга будут, в результате перекрытие областей деятельности. Проверка этой гипотезы будет не просто. Трудно отслеживать контуры головного мозга, а миллиарды нейронов головного мозга человека соединяет, наверное, 100 триллионов соединений, или синапсов. Было положено начало тем не менее, проекты, цель которых должна быть разработка новых инструментов, необходимых для выполнения этой задачи.

В 2003 году, когда исследователи из Human Genome Project опубликовали последовательность кода в ДНК человека, вместе с коллегами из Allen Institute for Brain Science в Сиэтле мы увидели возможность использования нового каталога около 20 000 человеческих генов, и быстро udoskonalanych систем сканирования genowego для того, чтобы взглянуть на человеческий мозг с новой точки зрения. Мы поняли, что используя инструменты, генетики наряду с классическими методами нейробиологии, мы можем погрузиться глубоко в джунгли неизведанного континента: мы можем создать карту активных и неактивных частей генома по всему объему мозга. Мы ожидали, что на такой карте будет происходить включение совершенно другие наборы генов, например, в части мозга, отвечающей за слух и части, контролирующего чувствительность ощупь, движение или сознательное мышление.

Наша цель, чье достижение в конечном счете потребовалось почти 10 лет, было создание трехмерных атласов, изображающие места, в которых определенные гены работают у здоровых людей и, для сравнения, у мыши. (В настоящее время мы работаем над дополнением этого образа обезьяны.) Такие молекулярные карты являются бесценным ориентиром при оценке, что это „нормально” – или, по крайней мере, типичные – примерно так же, как эталонная последовательность ДНК, полученный с помощью Human Genome Project. Мы ожидаем, что атласы ускоряет прогресс в области нейробиологии и появление новых препаратов, позволяя ученым на удовлетворение их основной любопытства, касающегося структуры человеческого мозга.

Новые способы смотреть на внутреннюю работу мозга людей и грызунов принесли уже некоторые сюрпризы. Большим сюрпризом был тот факт, что, хотя каждый человек является единственным в своем роде, это схемы генной активности в отдельных мозгах человеческих, очень похожи. Независимо от индивидуальных различий, люди проявляют близкую географию генетическую штурм. Кроме того, к нашему удивлению, у отдельных лиц не обнаружили значимых различий в активности генов между левого и правого полушарий мозга. Хотя мыши, вместо людей, используемые в большинстве исследований в области нейробиологии и в ранних стадиях испытаний над препаратами, новые результаты ясно показывают, что на генетическом уровне вы не можете обращаться с нами, как крупных грызунов. Это открытие ставит под сомнение целесообразность использования мышей в качестве моделей, служащих понимании нейробиологии нашего собственного вида.