Обзор новых методик и технологий исследований мозга
advertisement
Обзор новых методик и технологий исследований мозга: сравнительные преимущества и недостатки, новые возможности Филипп Хайтович Сколтех Молекулярная организация мозга Решение сложных задач (ИИ) Эволюция мозга Раскрытие внутренних ресурсов мозга Профилактика / лечение болезней мозга Нейро-интерфейсы (внешние ресурсы мозга) Полная модель мозга Молекулярная организация мозга Нейронно-астроцитарные сети Коннектом Биохимические клеточные взаимодействия Полная модель отдельных типов клеток мозга Активность клеток мозга Поли-сахара клеток мозга Метаболиты / жиры клеток мозга Белки клеток мозга РНК клеток мозга Исследования Эпигенетика клеток мозга 10х 0 Каталог отдельных типов клеток мозга Полная модель мозга Молекулярная организация мозга Нейронно-астроцитарные сети Коннектом Биохимические клеточные взаимодействия Полная модель отдельных типов клеток мозга Активность клеток мозга Поли-сахара клеток мозга Метаболиты / жиры клеток мозга Белки клеток мозга РНК клеток мозга Исследования Эпигенетика клеток мозга 10х 0 Каталог отдельных типов клеток мозга Композиция клеток мозга Молекулярная композиция мозга Вода Белки Жиры Сахара Метаболиты РНК ДНК Клетки 70% 20% 2-3% 2% 2% 1% 0.5% Основные зарубежные проекты Клетки мозга 70% 10% 15% 2% 2% 1% 0.5% Молекулярная композиция мозга Вода Белки Жиры Сахара Метаболиты РНК ДНК Клетки 70% 20% 2-3% 2% 2% 1% 0.5% Основные зарубежные проекты Клетки мозга 70% 10% 15% 2% 2% 1% Высокопродуктивное секвенирование 0.5% Высокопродуктивное секвенирование Cell sorting / Single cell isolation RNA isolation and amplification Cell sorting: • LCM (Laser Capture Microdissection) • FACS (Fluorescence assisted cell sorting) • Magnetic beads Single cells isolation / RNA amplification • Fluidigm • Emulation sorting / amplification RNA sequencing RNA seq: • Illumina HiSeq /X Ten Молекулярная композиция мозга Вода Белки Жиры Сахара Метаболиты РНК ДНК Клетки 70% 20% 2-3% 2% 2% 1% 0.5% Основные зарубежные проекты Клетки мозга 70% 10% Масс спектрометрия 15% 2% 2% 1% 0.5% Исследования жирового состава мозга Phospholipid imaging of mouse brain with MALDI MS MALDI MS Imaging / Cell sorting LC-MS/MS Cell sorting: • LCM (Laser Capture Microdissection) • FACS (Fluorescence assisted cell sorting) • Magnetic beads Data Analysis Молекулярная организация мозга Решение сложных задач (ИИ) Эволюция мозга Раскрытие внутренних ресурсов мозга Профилактика / лечение болезней мозга Нейро-интерфейсы (внешние ресурсы мозга) Возрастные изменения Динамика изменений Жировой состав коры мозга 20 Возраст 60 Возрастные изменения Динамика изменений Жировой состав коры мозга Раскрытие внутренних резервов мозга 20 Возраст 60 Рост мозга Формирование нейронных сетей 0 1 6 месяцев 24 Молекулярная организация мозга Решение сложных задач (ИИ) Эволюция мозга Раскрытие внутренних ресурсов мозга Оптимизация условий роста и развития мозга: • Питание • Маркеры потенциала • Обучение Профилактика / лечение болезней мозга Нейро-интерфейсы (внешние ресурсы мозга) Молекулярная организация мозга Решение сложных задач (ИИ) Эволюция мозга Раскрытие внутренних ресурсов мозга Профилактика / лечение болезней мозга Нейро-интерфейсы (внешние ресурсы мозга) Возрастные изменения Динамика изменений Жировой состав коры мозга Профилактика / лечение болезней мозга 20 Возраст 60 Возрастные изменения Динамика изменений Жировой состав коры мозга Профилактика / лечение болезней мозга 20 Возраст 60 Молекулярная организация мозга Решение сложных задач (ИИ) Эволюция мозга Раскрытие внутренних ресурсов мозга Профилактика / лечение болезней мозга Нейро-интерфейсы (внешние ресурсы мозга) Замедление / предотвращение старения мозга: • Питание • Ранние маркеры болезней • Тренировка мозга Выводы Исследования биологии мозга человека важны для ряда практических направлений. Международные проекты покрывают только часть биологических данных доступных для анализа. Фокус на вакантных направлениях (жиры, метаболиты, полисахариды) + анализ данных международных проектов + кооперация с другими направлениями НейроНэта = прорывные продукты / технологии. Спасибо ! Полная модель мозга Технологии Нейронно-астроцитарные сети Коннектом Биохимические клеточные взаимодействия Полная модель отдельных типов клеток мозга Активность клеток мозга Поли-сахара клеток мозга Mass spectrometry Метаболиты / жиры клеток мозга Белки клеток мозга High-throughput sequencing РНК клеток мозга Эпигенетика клеток мозга Каталог отдельных типов клеток мозга
