Ученые Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) составили новую карту мозга, разделив его на 539 химически различных зон — по составу жиров (липидов). Эти «липидные зоны» выявили границы, которые не замечали прежние карты, построенные по анатомии и работе генов. Работа опубликована в журнале Nature.
Ученые измерили 172 типа липидов в 109 срезах мозга 11 мышей — всего около 7 миллионов измерений. Данные получали методом масс-спектрометрической визуализации и собирали в трехмерную карту с помощью машинного обучения. Выяснилось, что липиды распределены не хаотично, а образуют строгие узоры.
«Липиды работают как почтовые индексы, присваивая далеким, но родственным участкам мозга один и тот же химический адрес», — пояснили авторы. Особенно удивило белое вещество: его долго считали довольно однородным, но оно оказалось разбито на множество отдельных липидных зон.
Карта выявила и неожиданный эффект беременности. Она меняла липидный состав мозга сильнее, чем типичные различия между самцами и самками, причем больше всего — в коре. Галактозилцерамид, компонент миелиновой оболочки нервных волокон, резко вырос в белом веществе. «Мозг перенастраивает собственную проводку под задачи беременности», — отметили исследователи.
Карта построена на мышах и напрямую к человеку неприменима. Авторы рассчитывают, что тот же подход поможет разглядеть похожие химические «зоны» и в человеческом мозге, а это важно для понимания его устройства и болезней. Сбои в липидном составе мозга связывают с нейродегенеративными и психическими расстройствами, поэтому подробная химическая карта может подсказать, где искать их ранние признаки.
Ранее ученые доказали, что мозг распознает грамматику и смысл слов с помощью разных ритмов.