Het zes jaar durende BRAIN-project heeft een gedetailleerde atlas geproduceerd van de 86 miljard neuronen van het menselijk brein, wat inzichten oplevert die de manier waarop we de hersenen begrijpen, kunnen veranderen.
Een doorbraak in hersenonderzoek
Na zes jaar hard werken heeft het BRAIN-consortium, bestaande uit een team van meer dan honderd wetenschappers uit Amerika en Europa, een gedetailleerde atlas van de menselijke hersenen samengesteld. De resultaten van hun onderzoeken zijn verspreid over 21 verschillende publicaties, waaronder twaalf in Science, acht in Science Advances en één in Science Translational Medicine.
Het mysterie van het unieke menselijke brein
Een van de centrale vragen die het BRAIN-project probeerde te beantwoorden was wat maakt ons brein zo anders dan dat van andere dieren? De wetenschappers hebben gewerkt aan het in kaart brengen van alle celtypen in de hersenen van mensen, apen en knaagdieren, niet alleen hun locatie, maar ook hun eigenschappen en functies.
De variëteit aan hersenceltypen
Door te kijken naar de transcriptie van genen in verschillende hersenceltypen, ontdekten de wetenschappers dat er in totaal meer dan drieduizend verschillende soorten hersencellen zijn. Bovendien lijkt het erop dat de evolutie van het menselijk brein zich vooral heeft gericht op het creëren van een grote variatie in de aantallen van deze celtypen, in plaats van op het ontwikkelen van geheel nieuwe cellen.
Het project heeft ook gekeken naar de variatie tussen 75 verschillende volwassen hersenen. Hieruit bleek dat variaties in celtypen en de verhoudingen tussen deze typen slechts gedeeltelijk kunnen worden verklaard door factoren zoals leeftijd, geslacht, erfelijkheid en ziekten. Met andere woorden, ieder brein is werkelijk uniek.
Genetische verschillen tussen mens en aap
Bij vergelijking van de genexpressie in menselijke hersenen met die van vier apensoorten, vonden de onderzoekers slechts een paar honderd genen die bij mensen totaal anders tot uitdrukking kwamen. Deze bevinding suggereert dat de unieke kenmerken van het menselijke brein het resultaat zijn van relatief kleine, maar cruciale, veranderingen op moleculair niveau.
Naast het beter begrijpen van de menselijke hersenen, kunnen de resultaten van het BRAIN-project ook waardevol zijn voor de ontwikkeling van brein-organoïden, gekweekte 'mini-breinen'. Door de ontwikkeling van het menselijk brein in de baarmoeder en direct na de geboorte te bestuderen, hebben de onderzoekers nieuwe inzichten verworven die van grote waarde kunnen zijn voor dit gebied.
De impact van het BRAIN-project
Het BRAIN-project heeft niet alleen bijgedragen aan ons begrip van de menselijke hersenen en hun unieke kenmerken, maar heeft ook praktische toepassingen opgeleverd, zoals de mogelijkheid om 'mini-breinen' te kweken en te bestuderen. Met de nu gemaakte hersencelatlas kunnen nog vele onbeantwoorde vragen worden beantwoord, wat ongetwijfeld tot nieuwe vragen en onderzoek zal leiden.
