RESEARCH
The atlas of the human brain
in the depths of the mind in 3D

Four years of work and $ 55 million investment, scientists at the Allen Institute for Brain Science published a map showing the activity of neurons linked to genetics

ROME – At the end of a long search, it was revealed that the most important organ of the human body hides. The foundation Allen, born thanks to the donation eponymous co-founder of Microsoft, has achieved its goal: the complete atlas of the human brain. Researchers led by Michael Hawrylycz were able to identify which and how many genes are used by each neuron and thus have developed a map that identifies the function of each cell in the brain.

To create the map, the researchers studied the tissues of two human brains from male donors of 24 and 39 years, most of the hemisphere third individual. DNA analysis of nerve cells found about 900 active sites. The information was then crossed with those relating to the three-dimensional reconstruction of the cerebral structure, thus allowing to build a map to associate the genes expressed by individual neurons with their position. Such a map had already been made to the brains of mice, while the data in the human was still insufficient due to the increased complexity of brain structure and the limited availability of tissues.

For more than 100 million measurements on areas of the brain, scientists have discovered that 84% of all genes are activated by an organ. “The human brain is the most complex structure known to mankind. One of the greatest challenges of modern biology is to understand how it is done and organized,” said Seth Grant, professor of molecular neuroscience at the University of Edinburgh worked on the map.

“This allows us for the first time to study the relationship between the human genome and the human brain. The map can be seen as the Rosetta Stone, a means to understand the link between genes and the brain.”

The atlas of the human brain, which the journal Nature on the cover, has been published and is freely available online. Its maps unprecedented identified about a thousand different characteristics between the cells that compose it. A step forward in the search for mental disorders, including those linked to genetic inheritance.

italian version:

LA RICERCA

L’atlante del cervello umano
nel profondo della mente in 3D

Dopo quattro anni di lavoro e 55 milioni di dollari di investimento, gli scienziati della Allen Institute for Brain Science hanno pubblicato la mappa che mostra l’attività dei neuroni legata alla genetica

ROMA – Alla fine di una lunga ricerca, è stato svelato ciò che l’organo più importante del corpo umano nasconde. La fondazione Allen, nata grazie alla donazione dell’omonimo co-fondatore di Microsoft, ha raggiunto il suo obiettivo: completare l’atlante del cervello umano. I ricercatori guidati da Michael Hawrylycz sono riusciti a individuare quali e quanti geni sono utilizzati da ogni neurone e hanno così messo a punto una mappa che identifica le funzioni di ciascuna cellula del cervello.

Per creare la mappa i ricercatori hanno studiato i tessuti di due cervelli umani maschili provenienti da
donatori di 24 e 39 anni, più l’emisfero di un terzo individuo. L’esame del Dna delle cellule nervose ha rilevato circa 900 siti attivi. Le informazioni sono state poi incrociate con quelle relative alla ricostruzione tridimensionale della struttura cerebrale, permettendo così di costruire una mappa per associare i geni espressi dai singoli neuroni con la loro posizione. Una mappa del genere era stata già realizzata per il cervello dei topi, mentre i dati in ambito umano erano ancora insufficienti a causa della maggiore complessità della struttura cerebrale e della scarsa disponibilità di tessuti.

Da più di 100 milioni di misurazioni fatte su zone del cervello gli scienziati hanno scoperto che l’84% di tutti i geni sono attivati da un organo. “Il cervello umano è la struttura più complessa che l’umanità conosca. Una delle più grandi sfide della biologia moderna è quello di capire come è fatto e organizzato”, ha detto Seth Grant, professore di neuroscienze molecolare presso l’Università di Edimburgo che ha lavorato sulla mappa.

“Questo ci consente per la prima volta di studiare le relazioni tra il genoma umano e il cervello umano. La mappa può essere vista come la stele di Rosetta, un mezzo per capire il legame tra i geni e il cervello”.

L’Atlante del cervello umano, al quale la rivista Nature dedica la copertina, è stato pubblicato ed è
liberamente disponibile online. Le sue mappe, senza precedenti, individuano circa mille diverse caratteristiche tra le cellule che lo compongono. Un passo in avanti per la ricerca dei disturbi mentali, anche di quelli legati al patrimonio genetico.