Учени с проект на стойност 14,2 милиона долара за декодиране на „скритото шесто чувство“

Анатомичната част от проекта ще маркира сензорните неврони

Революционен проект на Scripps Research и Allen Institute има за цел да картографира „скритото шесто чувство” на човешкото тяло – интероцепцията, процеса, чрез който нервната система контролира вътрешните функции. Източник: Shutterstock

Инициатива, подкрепена от NIH, се стреми да разкрие как нервната система проследява и регулира вътрешните органи на тялото, пише Scitechdaily.

Как мозъкът ви разпознава кога е време да поемете въздух, кога кръвното ви налягане е спаднало или кога тялото ви се бори с инфекция? Ключът се крие в интероцепцията, малко познат процес, чрез който нервната система постоянно наблюдава и интерпретира вътрешни сигнали, за да поддържа стабилни основните функции на тялото.

Изследователи от Scripps Research и Allen Institute са наградени с наградата за трансформативни изследвания на директора на Националните институти по здравеопазване (NIH) за разработването на първата цялостна карта, или атлас, на тази вътрешна сензорна мрежа.

Проектът ще бъде ръководен от нобеловия лауреат по неврология Ардем Патапутиан в сътрудничество с Ли Йе, председател на N. Paul Whittier по химия и химична биология в Scripps Research, и Босилка Тасич, директор по молекулярна генетика в Allen Institute. Син Джин, доцент в Scripps Research, ще бъде съизследовател и ще ръководи частта от проекта, свързана с геномната и клетъчната идентификация. Инициативата се подкрепя с 14,2 милиона долара финансиране от NIH за следващите пет години.

„Моят екип е почетен, че NIH подкрепя този вид съвместна научна дейност, необходима за изучаване на такава сложна система“, казва Патапутиан, президентски професор по невробиология в Scripps Research.

Декодиране на вътрешните сигнали

Патапутиан, който сподели Нобеловата награда за физиология или медицина за 2021 г. за откриването на клетъчни сензори за допир, ще използва наградата от NIH заедно с екипа си, за да декодира интероцепцията.

„Надяваме се, че резултатите ни ще помогнат на други учени да зададат нови въпроси за това как вътрешните органи и нервната система остават в синхрон“, добавя Йе. Подобно на Патапутиан, той също е изследовател в Медицинския институт „Хауърд Хюз“.

Създадена през 2009 г., наградата за трансформативни изследвания подкрепя интердисциплинарни проекти, които преминават конвенционалните граници и отварят нови посоки в науката. Тази награда е част от програмата „High-Risk, High-Reward Research“ на NIH Common Fund, която насърчава идеи, насочени към запълване на големи пропуски в нашето разбиране за човешкото здраве – вид начинания, които биха могли да срещнат затруднения при получаването на финансиране по традиционните канали.

За разлика от класическите сетива, като обонянието, зрението и слуха, които са външни и разчитат на специализирани сетивни органи, интероцепцията функционира чрез мрежа от невронни пътища, които наблюдават функции като кръвообращението, храносмилането и имунната активност. Тъй като тези сигнали идват от дълбоките части на тялото и често се обработват извън съзнателното ни възприятие, интероцепцията често се описва като нашето „скрито шесто чувство“.

Въпреки своето значение, интероцепцията е била пренебрегвана в историята поради своята сложност. Сигналите от вътрешните органи се разпространяват широко, често се припокриват и са трудни за изолиране и измерване. Сензорните неврони, които пренасят тези съобщения, преминават през тъканите – от сърцето и белите дробове до стомаха и бъбреците – без ясни анатомични граници.

Създаване на първия интероцептивен атлас

С подкрепата на NIH екипът ще начертае как сензорните неврони се свързват с широк спектър от вътрешни органи, включително сърцето и стомашно-чревния тракт. Използвайки своите открития, изследователите имат за цел да създадат изчерпателен атлас, който анатомично и молекулярно каталогизира тези невронни пътища.

Анатомичната част от проекта ще маркира сензорните неврони и след това ще приложи изображения на цялото тяло, за да проследи техните пътища от гръбначния мозък до различни органи, като създаде подробна 3D карта на маршрутите и моделите на разклоняване. В молекулярната част екипът ще използва генетично профилиране, за да идентифицира различните видове клетки на сензорните неврони – например, като покаже как невроните, които изпращат сигнали от червата, се различават от тези, свързани с пикочния мехур или мазнините. Заедно тези допълващи се набори от данни ще създадат първата стандартизирана рамка за картографиране на вътрешните сензорни връзки в тялото.

Чрез декодиране на интероцепцията екипът се надява да разкрие основните принципи на комуникацията между тялото и мозъка, които биха могли да насочат нови подходи за лечение на заболявания. Дисрегулацията на интероцептивните пътища е свързана с различни състояния, вариращи от автоимунни разстройства и хронична болка до невродегенерация и високо кръвно налягане.

„Интероцепцията е фундаментална за почти всеки аспект на здравето, но остава до голяма степен неизследвана област на неврологията“, казва Джин, който е стипендиант на Хауърд Хюз Медицински институт Фриман Храбовски. „Създавайки първия атлас на тази система, ние се стремим да положим основите за по-добро разбиране на това как мозъкът поддържа баланса в тялото, как този баланс може да бъде нарушен при заболяване и как можем да го възстановим.“