Hjernen er en kompleks gåte

Det banebrytende forskningsprosjektet The BRAIN Initiative ble etablert i 2013 av dengang president Barack Obama. Målet var å kartlegge hjernens intrikate nettverk og avdekke hvordan hver enkelt hjernecelle fungerer hos både friske og syke individer. Etter mer enn ti år med dedikert forskning begynner nå en strøm av utrolig innsikt å komme frem.

Hovedfokuset i kartleggingen er å identifisere og kategorisere de enkelte hjernecellene, som deles inn i fire hovedtyper: nevroner, astrocytter, oligodendrocytter, og mikrogliaceller. Hver type spiller en unik rolle, og sammen utgjør de et fascinerende, levende system med utallige undertyper, hver med sine spesifikke funksjoner.

Nervecellene, som er de mest kjente hjernens komponentene, finnes i minst tusen varianter, og de bærer elektriske signaler i hjernen samt kommuniserer via synapser. Ulike nerveceller er spesialiserte for å håndtere ulike typer informasjon – fra sanseinntrykk til motoriske signaler.

De tre andre cellene som omgir nervecellene er også essensielle. Disse støttende cellene beskytter nervecellene mot giftstoffer, tilfører oksygen og næringsstoffer og sikrer at nerveimpulsene forblir raskere enn noensinne. I en spennende oppdagelse gjorde forskere i 2023 et betydelig skritt ved å identifisere en ny variant av astrocytter som frigjør nevrotransmitteren glutamat, en viktig spiller i læring og hukommelse – samt en beskyttende faktor mot alvorlige tilstander som Parkinsons sykdom.

For å oppnå en omfattende kartlegging av hjernen har BRAIN Initiative utviklet en helt ny metode. De har implementert RNA-sekvensering av enkeltceller, en metode som lar forskerne lage en detaljert oversikt over hvilke gener som er aktive i hjernecellene og hvordan disse genene påvirker cellenes oppførsel.

I 2023 publiserte forskergrupper fra prosjektet studier som kartla musehjerner i imponerende detalj. De analyserte 32 millioner hjerneceller – som utgjør omtrent halvparten av musehjernen – og klassifiserte dem i tusenvis av celletyper. Metoden tillot også at de ulike celletypene ble farget, noe som gjorde det mulig å visualisere deres interaksjoner og organisering i hjernen.

Men BRAIN Initiative har ikke stoppet ved musehjerner. Forskerne har gått videre med kartlegging av menneskehjerner, og avdekket essensielle stadier i hjernens utvikling som kan ha store implikasjoner for menneskeheten.

Avdekkingen av autisme

I 2024 utførte forskere ved Harvard og Google en studie som kartla en kubikkmillimeter av menneskehjernevev og fant interessante mønstre. Men kraften i prosjektet ligger i andre studier, der de har dypdykket i RNA-nivået hos enkeltceller i hjerner fra avdøde individer, fra fostre til voksne.

Det fant sted en overraskende avdekkelse – gener knyttet til utviklingsforstyrrelser som autisme og ADHD var spesielt aktive i fosterstadiet. Dette antyder at utviklingen av disse tilstandene kan starte på et tidlig tidspunkt. Funnene avslørte også at astrocytter spiller en avgjørende rolle i utviklingen av tvangslidelser, mens oligodendrocytter er involvert i angst, og spesifikke nerveceller er knyttet til anoreksi.

Ny innsikt i genaktivitet og hjernens utvikling kan revolusjonere måten vi forstår og behandler utviklingsforstyrrelser og psykiske lidelser. Forskerne er nå i stand til å utvikle målrettede behandlinger for å påvirke de riktige genene, på riktig sted og tidspunkt, noe som potensielt kan forandre livene til millioner av mennesker.

Foruten behandlingsutvikling, gir denne kunnskapen muligheten til å oppdage de tidligste tegnene på problemer, slik at man kan intervenere proaktivt og forhindre fremvokst av psykiske lidelser.

The BRAIN Initiative handler om mye mer enn bare å lage et kart over hjernen – det representerer et sprang inn i menneskets indre liv, som vil gi verktøy og løsninger for milliarder av mennesker i fremtiden.