Erste Karte des menschlichen Fötus Gehirn erstellt

Eine neue Karte des menschlichen Gehirns während seiner Entwicklung im Mutterleib bietet eine detaillierte Blaupause von denen in dieser kritischen Phase des in einem Fötus Leben verschiedene Gene aktiv sind.

Dieses Gehirn-Atlas liefert Hinweise darüber, was Menschen unterscheidet sich von anderen Tieren macht, und wenn Störungen wie Autismus zuerst fassen, sagen Forscher.

"Dies ist eine weitere Tranche in unserer Suite des Gehirns Atlanten zu versuchen, die Karte wie alle Gene, über das Gehirn und Entwicklung verwendet werden," sagte Studienleiter Ed Lein, Neurowissenschaftler an Allen Institut für Hirnforschung in Seattle. [Bildergalerie: Kartierung des Gehirns]

Das Institut hat vorher Karten von den Entwicklungs- und Erwachsenen Mausgehirn, das sich entwickelnde Gehirn Affe und das Erwachsene menschliche Gehirn entwickelt. Die neue Karte ist der erste, der Blick auf die Entwicklung des menschlichen Gehirns – insbesondere der entwickelnden Neocortex, der Sitz der höheren kognitiven Funktionen, Lein erzählte Leben Wissenschaft. Die Karte genau genug ist, dass Wissenschaftler verwenden können, um verschiedene Arten von Zellen in verschiedenen Stadien der Entwicklung untersuchen, fügte er hinzu.

Momentaufnahme der eine sich entwickelnde Gehirn

Die Forscher geschaffen, der Karte mit gesunden pränatale Gehirne von einer Gehirn-Bank – eine Sammlung von gespendeten menschlichen Gehirnen. Das Team setzte Hirngewebe mit keinen bekannten Anomalien oder Viren wie HIV. Forscher nahm Schnappschüsse des Gehirns in zwei verschiedenen Stadien der pränatalen Entwicklung.

Zur Messung der Genaktivität nutzten die Forscher ein mächtiges Werkzeug, als ein DNA-Microarray, die gleichzeitig ergibt sich eine quantitative Messung der Aktivität der Gene im menschlichen Genom bekannt – etwa 20.000 Gene insgesamt.

Das Team verglich diese Gen-Aktivität-Ergebnisse mit Daten von anderen Tierarten, vor allem das Gehirn der Maus. Mäuse sind weit verbreitet in der biomedizinischen Forschung als Modell für den Menschen, und diese Karten konnten Wissenschaftler geben Einblick in wie Mäuse Gehirne ähnlich sind oder anders als menschliche Gehirne, Lein sagte.

Forscher fanden einige Gene, die in der Entwicklung von menschlichen, am eingeschaltet wurden Gehirn aber nicht im Gehirn der Maus, oder umgekehrt. Die Entwicklung des menschlichen Gehirns enthält z. B. Gene, die in den frontalen Kortex als in den entsprechenden Teil des Mäusegehirns mehr aktiv sind. Frontale Kortex ist mit Persönlichkeit und Entscheidungen verbunden.

Hinweise auf Erkrankungen des Gehirns

Die Karte von einer gesunden entwickelnde Gehirn bietet auch Hinweise auf den Ursprung der Entwicklungsstörungen wie Autismus, sagten die Forscher. Andere Untersuchungen ergaben bestimmte Gene, die bei Autismus aktiv sind. Lein Team sah, dass diese Gene eingeschaltet wurden, in den neu generierten exzitatorischen Neuronen (die anderen Neuronen aktivieren) im pränatalen Cortex, was darauf hindeutet, dass Autismus im Mutterleib, im Gegensatz zu später im Leben beginnen kann.

Zusammengenommen diese Gehirn Karten malen ein Bild von wo und wann verschiedene Gene im Gehirn aktiv werden. Die Gene kodieren Proteine, die die lebenswichtigen innen Neuronen Aufgaben, wodurch sich die komplexe Wahrnehmung des menschlichen Gehirns.

Allen-Institut ist eines der privaten Organisationen an der Gehirn-Initiative (Hirnforschung durch Förderung innovativer Neurotechnologien) von Präsident Obama vor einem Jahr am 2. April 2013 ins Leben gerufen.

Alle Allen Institut Gehirn Atlanten sind online frei verfügbar.

Die neuen Erkenntnisse sind detailliert heute (2. April) in der Zeitschrift Nature.

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