Une subvention des National Institutes of Health permettra à un chercheur du Penn State College of Medicine de diriger un projet multi-institutionnel de trois ans pour créer un atlas des cerveaux de souris en développement. L'initiative aidera les chercheurs à mieux comprendre le développement du cerveau et leur donnera une ressource à utiliser pour étudier les troubles cérébraux comme l'autisme et la schizophrénie.
Les National Institutes of Mental Health ont accordé à Yongsoo Kim, professeur adjoint de sciences neuronales et comportementales, 3,8 millions de dollars pour diriger le projet. Ses collaborateurs incluent Lydia Ng de l'Allen Institute for Brain Science, James Gee de l'Université de Pennsylvanie, Jiangyang Zhang de l'Université de New York et Luis Puelles de l'Université de Murcie en Espagne.
L'équipe de recherche utilisera des outils informatiques et une imagerie 3D haute résolution pour créer une carte des cerveaux de souris à travers sept moments clés du développement. Un autre objectif du projet est de capturer l'emplacement et la quantité de neurones clés du développement et d'autres types de cellules dans les régions du cerveau à mesure que le cerveau se développe au fil du temps.
Il existe de nombreux types de cellules qui se développent et se connectent à travers le cerveau au cours du développement et de la maturation. En comprenant la quantité et l'emplacement de ces cellules dans différentes régions du cerveau, nous pouvons développer un modèle de base par rapport auquel nous pouvons mesurer les changements qui peuvent survenir dans les troubles cérébraux. «
Yongsoo Kim, professeur adjoint de sciences neuronales et comportementales, Penn State College of Medicine
Le projet est financé par l'Initiative de recherche sur le cerveau des National Institutes of Health par le biais de l'initiative Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) qui vise à révolutionner la compréhension du cerveau humain en comblant les lacunes dans les connaissances sur la façon dont le cerveau permet au corps humain d'enregistrer, traiter, utiliser, stocker et récupérer des informations. L'initiative BRAIN espère accélérer le développement et l'application de technologies innovantes capables de montrer comment les cellules individuelles et les circuits neuronaux complexes interagissent à la fois dans le temps et dans l'espace.
Pour établir les atlas du développement, les chercheurs utiliseront des techniques d'imagerie et de microscopie spéciales pour générer des images de l'anatomie du cerveau à sept moments du développement. Ils créeront ensuite des étiquettes 3D pour l'anatomie clé de ces images et montreront comment différentes régions changent ou se connectent au cours du développement et de la maturation. Ils cartographieront également un type spécial de cellules cérébrales appelées neurones GABAergiques, qui servent de freins à l'activité des cellules cérébrales. Le dysfonctionnement des neurones GABAergiques a été impliqué dans les troubles cérébraux et Kim a déclaré que la cartographie de la présence de ces cellules tout au long du développement pourrait aider les chercheurs à comprendre comment le cerveau prend des décisions et traite correctement les signaux externes.
« Si nous pouvons cartographier l'emplacement et les connexions entre GABAergic dans des modèles de souris neurotypiques, nous pouvons les comparer à des modèles de schizophrénie et d'autisme et essayer d'identifier les différences dans le développement du cerveau qui peuvent être à l'origine de ces troubles », a déclaré Kim.
Ce projet s'appuie sur les travaux de Kim utilisant l'imagerie 3D haute résolution avec des outils informatiques pour mesurer les changements d'expression des récepteurs de l'ocytocine dans le développement du cerveau de souris. Il a déclaré que le développement du cerveau a tendance à être similaire d'une espèce animale à l'autre et que le développement de ces atlas pour les souris peut aider les scientifiques à mieux comprendre le développement et les troubles du cerveau humain.
