De motorische cortex van de hersenen gedetailleerd in kaart gebracht

In een grootschalig onderzoek, gefinancierd door de Amerikaanse overheid, is een internationaal consortium van onderzoekers erin geslaagd de verschillende typen hersencellen in de motorcortex in kaart te brengen. Onderzoekers van het LUMC en de TU Delft, betrokken bij het wetenschappelijke programma Medical Delta AI for Computational Life Sciences, brachten specifieke expertise in om de gegevens te visualiseren. 

Het BRAIN Initiative Cell Census Network (BICCN)-programma wordt gecoördineerd door het Amerikaanse National Institutes of Health en heeft tot doel alle hersencellen van verschillende zoogdiersoorten, waaronder de mens, in kaart te brengen. "Onlangs heeft dit consortium met succes de tot op heden meest uitgebreide en gedetailleerde kaart van het hersengebied motorcortex-opgebouwd," vertelt prof. dr. ir. Boudewijn Lelieveldt, Medical Delta hoogleraar en een van de Scientific Leaders van het wetenschappelijke programma Medical Delta AI for Computational Life Sciences. Het academisch tijdschrift Nature heeft een speciale editie met daarin 17-papers gewijd aan het beschrijven van de bevindingen van het consortium.

Periodiek systeem van hersencellen

Alle mogelijke bestaande technologieën om individuele cellen te onderzoeken zijn gebruikt om dit belangrijke gebied van de hersenen in kaart te brengen, dat de beweging van de mens mogelijk maakt. "In een van de 17 papers legt het consortium de relatie tussen genexpressie, regulatie en de DNA 3D-structuur van 300.000 individuele hersencellen om zo een soort cellulair periodiek systeem te creëren," legt Lelieveldt uit. Zijn team van wetenschappers uit het LUMC en de TU Delft heeft een belangrijke bijdrage geleverd op het gebied van datavisualisatie.

Datavisualisatie

De Leiden-Delft groep werkt op het gebied van datavisualisatie al lange tijd samen met het Allen Instituut in Seattle, dat verantwoordelijk is voor het centraliseren en analyseren van alle celtype data die in het hele BICCN gegenereerd worden. "Onze grootste uitdaging was het weergeven van zeer complexe data op een manier dat eventuele verborgen informatie daarin gemakkelijker kan worden geïnterpreteerd 'alsof het een prentenboek is," legt Thomas Höllt van de TU Delft uit. Voor dit specifieke project schreven onderzoekers Jeroen Eggermont en Baldur van Lew het computerprogramma Cytosplore Viewer. Het programma hielp verschillende soorten informatie voor individuele hersencellen aan elkaar te koppelen. Eggermont: "De bijdrage van het Cytosplore team wordt als belangrijk gezien: Nature bracht de Cytosplore Viewer prominent onder de aandacht op de 'online landingspagina' van het speciale nummer."

Missie naar Mars

Voor de onderzoeksgroep is deze prestatie een hoogtepunt van tien jaar nauwe samenwerking tussen het LUMC en de TU Delft. Ook is het een perfect voorbeeld van de kruisbestuiving tussen informatica en neurowetenschappen in Medical Delta. Bij deze inspanningen is ook de Vrije Universiteit in Amsterdam betrokken, vanwaar het NWO-project Brainscapes Zwaartekracht wordt gecoördineerd. "Je kunt deze hele special issue een beetje vergelijken met een missie naar Mars, waarbij wij gevraagd zijn om een paar onderdelen voor de raket te ontwikkelen. In het grote geheel is onze bijdrage maar klein - maar het was toch een enorme eer - en nu mochten we het toestel zien landen," aldus Lelieveldt.

Om de Cytosplore Viewer Software gratis te downloaden klik hier. Het project is gefinancierd door NWO TTW subsidie 3DOMICS en het NWO Brainscapes zwaartekracht consortium.