מיקרו-דיסקציה של מוח העכבר לאזורים שונים מבחינה תפקודית ואנטומית

המוח, יחד עם חוט השדרה והרשתית, מרכיבים את מערכת העצבים המרכזית המבצעת התנהגויות מורכבות, הנשלטות על ידי סוגי תאים מיוחדים, ממוקמים במדויק ומתקשרים בכל הגוף¹. המוח הוא איבר מורכב עם מיליארדי נוירונים מחוברים וגליה עם מעגלים מדויקים המבצעים פונקציות רבות. זהו מבנה דו-צדדי בעל שתי אונות נפרדות ומרכיבים תאיים מגוונים². חוט השדרה מחבר את המוח לעולם החיצון ומוגן על ידי עצמות, קרום המוח והנוזל השדרתי ומנתב מסרים אל המוח^{וממנו 2,3,4}. פני השטח של המוח, קליפת המוח, אינם אחידים ויש להם קפלים נפרדים, הנקראים gyri, וחריצים, הנקראים sulci, המפרידים את המוח למרכזים פונקציונליים⁵. קליפת המוח חלקה ביונקים עם מוח קטן ^6,7. חשוב לאפיין וללמוד את הארכיטקטורה של המוח האנושי על מנת להבין את ההפרעות הקשורות לאזורי המוח השונים, כמו גם את המעגלים התפקודיים שלו. המחקר במדעי המוח התרחב בשנים האחרונות ומגוון שיטות ניסיוניות משמשות לחקר המבנה והתפקוד של המוח. התפתחויות בתחומי הביולוגיה המולקולרית והמערכותית הובילו לעידן חדש של חקר היחסים המורכבים בין מבנים מוחיים לתפקוד מולקולות. בנוסף, ביולוגיה מולקולרית, גנטיקה ואפיגנטיקה מתרחבות במהירות, ומאפשרות לנו לקדם את הידע שלנו על המנגנונים הבסיסיים המעורבים באופן שבו מערכות מתפקדות. ניתוחים אלה יכולים להתבצע על בסיס מקומי הרבה יותר, כדי לעזור למקד את החקירה והפיתוח של טיפולים יעילים יותר.

מוח היונקים מוגדר מבחינה מבנית לאזורים בדידים הניתנים לזיהוי ברור; עם זאת, המורכבות הפונקציונלית והמולקולרית של מבנים בדידים אלה עדיין אינה מובנת בבירור. האופי הרב-ממדי והרב-שכבתי של רקמת המוח מקשה על חקר הנוף הזה ברמה התפקודית. בנוסף, העובדה כי פונקציות מרובות מבוצעות על ידי אותו מבנה ולהיפך מסבך עוד יותר את ההבנה של המוח⁸. חיוני שהגישה הניסויית המבוצעת לאפיון מבני ותפקודי של אזורי מוח תשתמש במתודולוגיות מחקר מדויקות כדי להשיג עקביות בדגימה לצורך קורלציה בין ארכיטקטורה נוירו-אנטומית לתפקוד. המורכבות של המוח הוסברה לאחרונה באמצעות ריצוף של^{תא בודד 9,10} כגון הפיתול הטמפורלי של המוח האנושי המורכב מ-75 סוגי תאים שונים ¹¹. על ידי השוואת נתונים אלה לאלה מאזור מקביל במוח העכבר, המחקר לא רק חושף קווי דמיון בארכיטקטורה ובסוגי התאים שלהם, אלא גם מציג את ההבדלים. כדי לפענח את המנגנונים המורכבים, חשוב אפוא לחקור אזורים שונים במוח בדיוק מלא. מבנים ותפקוד משומרים בין מוח אדם לעכבר מאפשרים שימוש בעכבר כפונדקאית ראשונית להבהרת תפקוד המוח האנושי ותוצאות התנהגותיות.

עם התקדמות הגישות של ביולוגיה מערכתית, קבלת מידע מאזורי מוח בדידים במכרסמים הפכה להליך מרכזי בחקר מדעי המוח. בעוד שפרוטוקולים מסוימים כגון מיקרודיסקציה ללכידת לייזר¹² יכולים להיות יקרים, פרוטוקולים מכניים הם זולים ומבוצעים באמצעות כלים נפוצים^13,14. השתמשנו באזורי מוח מרובים עבור מבחני תעתיק¹⁵ ופיתחנו הליך מעשי ומהיר לניתוח אזורי מוח של עכברים בעלי עניין באופן שלב אחר שלב תוך זמן קצר. לאחר הניתוח, דגימות אלה ניתן לאחסן מיד בתנאים קרים כדי לשמר את חומצות הגרעין והחלבונים של רקמות אלה. הגישה שלנו יכולה להתבצע מהר יותר מה שמוביל ליעילות גבוהה ומאפשר פחות סיכויים להידרדרות רקמות. זה בסופו של דבר, מגדיל את הסיכויים של יצירת ניסויים באיכות גבוהה, לשכפל באמצעות רקמות המוח.