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En un gran esfuerzo multiinstitucional liderado por la Universidad de California en San Diego, los investigadores analizaron m\u00e1s de un mill\u00f3n de c\u00e9lulas cerebrales humanas para producir mapas detallados de interruptores gen\u00e9ticos en tipos de c\u00e9lulas cerebrales y revelaron los v\u00ednculos entre tipos espec\u00edficos de c\u00e9lulas y varios factores comunes. trastornos neuropsiqui\u00e1tricos. El equipo tambi\u00e9n desarroll\u00f3 herramientas de inteligencia artificial para predecir la influencia de variantes gen\u00e9ticas individuales de alto riesgo entre estas c\u00e9lulas y c\u00f3mo pueden contribuir a la enfermedad.<\/p>\n
El nuevo trabajo, publicado el 13 de octubre de 2023 en un n\u00famero especial de Ciencia<\/em>es parte de la Iniciativa de Investigaci\u00f3n del Cerebro a trav\u00e9s del Avance de Neurotecnolog\u00edas Innovadoras del Instituto Nacional de Salud, o Iniciativa BRAIN, lanzada en 2014. La iniciativa tiene como objetivo revolucionar la comprensi\u00f3n del cerebro de los mam\u00edferos, en parte, mediante el desarrollo de nuevas neurotecnolog\u00edas para caracterizar las c\u00e9lulas neurales. tipos.<\/p>\n Cada c\u00e9lula del cerebro humano contiene la misma secuencia de ADN, pero los diferentes tipos de c\u00e9lulas utilizan genes diferentes y en cantidades diferentes. Esta variaci\u00f3n produce muchos tipos diferentes de c\u00e9lulas cerebrales y contribuye a la complejidad de los circuitos neuronales. Aprender en qu\u00e9 se diferencian estos tipos de c\u00e9lulas a nivel molecular es fundamental para comprender c\u00f3mo funciona el cerebro y desarrollar nuevas formas de tratar enfermedades neuropsiqui\u00e1tricas.<\/p>\n \"El cerebro humano no es homog\u00e9neo\", dijo el autor principal Bing Ren, PhD, profesor de la Facultad de Medicina de UC San Diego. \"Est\u00e1 formado por una red enormemente compleja de neuronas y c\u00e9lulas no neuronales, cada una de las cuales cumple funciones diferentes. Mapear los diferentes tipos de c\u00e9lulas en el cerebro y comprender c\u00f3mo trabajan juntas nos ayudar\u00e1 en \u00faltima instancia a descubrir nuevas terapias que puedan apuntar a individuos tipos de c\u00e9lulas relevantes para enfermedades espec\u00edficas\".<\/p>\n En el nuevo estudio, los investigadores analizaron m\u00e1s de 1,1 millones de c\u00e9lulas cerebrales en 42 regiones cerebrales distintas de tres cerebros humanos. Identificaron 107 subtipos diferentes de c\u00e9lulas cerebrales y pudieron correlacionar aspectos de su biolog\u00eda molecular con una amplia gama de enfermedades neuropsiqui\u00e1tricas, incluidas la esquizofrenia, el trastorno bipolar, la enfermedad de Alzheimer y la depresi\u00f3n mayor. Luego, los investigadores utilizan estos datos para crear modelos de aprendizaje autom\u00e1tico para predecir c\u00f3mo ciertas variaciones de secuencia en el ADN pueden influir en la regulaci\u00f3n gen\u00e9tica y contribuir a la enfermedad.<\/p>\n Si bien estos nuevos resultados ofrecen informaci\u00f3n importante sobre el cerebro humano y su patolog\u00eda, los cient\u00edficos a\u00fan est\u00e1n lejos de terminar con el mapeo del cerebro. En 2022, UC San Diego se uni\u00f3 al Instituto Salk y otros para lanzar un Centro de Atlas Multi\u00f3mico de C\u00e9lulas Cerebrales Humanas, cuyo objetivo es estudiar c\u00e9lulas de m\u00e1s de una docena de cerebros humanos y plantear preguntas sobre c\u00f3mo cambia el cerebro durante el desarrollo, a lo largo de la vida de las personas y con enfermedad.<\/p>\n \"Ampliar nuestro trabajo a un nivel a\u00fan mayor de detalle en un mayor n\u00famero de cerebros nos acercar\u00e1 un paso m\u00e1s a la comprensi\u00f3n de la biolog\u00eda de los trastornos neuropsiqui\u00e1tricos y c\u00f3mo se pueden rehabilitar\", dijo Ren.<\/p>\n Los autores principales del estudio incluyen: Yang Eric Li, Sebastian Preissl, Michael Miller, Zihan Wang, Henry Jiao, Chenxu Zhu, Zhaoning Wang, Yang Xie, Olivier Poirion, Colin Kern, Lin Lin, Qian Yang, Quan Zhu, Nathan Zemke. , Sarah Espinoza, Jingbo Shang y Allen Wang en UC San Diego, Nicholas D. Johnson Antonio Pinto-Duarte, Wei Tian Nora Emerson, Julia Osteen, Jacinta Lucero, M. Margarita Behrens y Joseph R. Ecker en el Instituto Salk de Estudios Biol\u00f3gicos , Kimberly Silett y Sten Linnarsson del Instituto Karolinksa Anna Marie Yanny, Julie Nyhus, Nick Dee, Tamara Casper, Nadiya Shapovalova, Daniel Hirschstein, Rebecca D. Hodge Trygve Bakken, Boaz Levi y Ed Lein del Instituto Allen de Ciencias del Cerebro y C. Dirk Keene en la Universidad de Washington Seattle.<\/p>\n El estudio fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud (subvenciones UM1MH130994, U01MH114812, U54HG012510 y S10 OD026929), la Fundaci\u00f3n Nacional de Ciencias (subvenci\u00f3n OIA-2040727); la Nancy and Buster Alford Endowment, la Life Sciences Research Foundation, as\u00ed como donaciones de Google, Adobe y Teradata.<\/p>\n<\/div>\n