Mózg jest podzielony na znacznie więcej obszarów, niż pokazują tradycyjne atlasy anatomiczne. Naukowcy odkryli w nim odrębnych regionów chemicznych i zaobserwowali zaskakujące zmiany zachodzące podczas ciąży

Mózg można analizować na wiele sposobów. Naukowcy badają jego komórki, połączenia między neuronami, aktywność genów i białka. Znacznie mniej wiadomo jednak o rozmieszczeniu tłuszczów, choć lipidy są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania neuronów.

Zespół ze Szwajcarskiej Federalnej Politechniki w Lozannie (EPFL) postanowił dokładniej przyjrzeć się tej kwestii. Badacze stworzyli trójwymiarową mapę rozmieszczenia lipidów w mózgach myszy. Okazało się, że cząsteczki te tworzą niezwykle uporządkowany układ, ujawniający granice niewidoczne na tradycyjnych mapach mózgu.

CZYTAJ TAKŻE

Fałszywa witamina B12 zamienia odporność nowotworu w jego słabość

Biologia molekularna dostarcza nowych sposobów badania chorób.

Tłuszcze tworzą w mózgu własną mapę

Lipidy są podstawowym budulcem błon komórkowych. Tworzą również mielinę – tłuszczową osłonkę włókien nerwowych, która umożliwia sprawne przekazywanie sygnałów. Uczestniczą ponadto w komunikacji między komórkami mózgu. Problem polega na tym, że dotychczas trudno było dokładnie ustalić, gdzie występują poszczególne rodzaje lipidów.

Prof. Giovanni D’Angelo z EPFL wyjaśnia, że naukowcy mieli dotąd jedynie mglisty obraz różnic w składzie lipidów między poszczególnymi częściami mózgu. Tymczasem zaburzenia gospodarki lipidowej są coraz częściej wiązane z chorobami, między innymi depresją i chorobą Alzheimera.

Aby stworzyć dokładną mapę, badacze wykorzystali obrazowanie metodą spektrometrii mas. W uproszczeniu polega ona na analizowaniu kolejnych punktów cienkich przekrojów tkanki za pomocą lasera. Dzięki temu można ustalić, jakie cząsteczki znajdują się w konkretnym miejscu.

Naukowcy zbadali 172 rodzaje lipidów w 109 przekrojach mózgów pochodzących od 11 myszy. Zebrali około 7 mln pomiarów, które następnie połączyli za pomocą specjalnie opracowanych narzędzi uczenia maszynowego. W ten sposób powstał trójwymiarowy atlas chemicznej budowy mózgu.

CZYTAJ TAKŻE

Starszy narząd, młodszy organizm. Co dzieje się z sercem po przeszczepie?

O tym, jak środowisko organizmu wpływa na funkcjonowanie tkanek.

539 chemicznych regionów

Największą niespodzianką była liczba wyodrębnionych obszarów. Badacze znaleźli 539 regionów o charakterystycznym składzie lipidowym. Nazwali je lipizonami. Każdy z nich ma własną kombinację cząsteczek, która pozwala odróżnić go od pozostałych.

Część lipizonów odpowiada dobrze znanym strukturom anatomicznym. Inne ujawniły granice, których wcześniej nie dostrzegano. Skład lipidów okazał się na tyle charakterystyczny, że naukowcy potrafili na jego podstawie ustalić, z której części mózgu pochodzi próbka tkanki. Co ciekawe, podobne kombinacje lipidów występowały czasem w odległych od siebie obszarach połączonych włóknami nerwowymi. Mapa tłuszczów pozwalała więc dostrzec związki między częściami mózgu, które trudno było wykryć przy pomocy innych metod. „W praktyce lipidy działają jak kody pocztowe, nadając odległym, ale powiązanym częściom mózgu ten sam chemiczny adres” – wyjaśnia prof. Giovanni D’Angelo w materiałach EPFL.

Szczególnie interesujące okazały się wyniki dotyczące istoty białej, czyli tkanki zawierającej włókna nerwowe łączące różne obszary mózgu. Dotąd uważano, że jest ona pod względem chemicznym stosunkowo jednorodna. Nowy atlas pokazał jednak, że składa się z wielu obszarów o wyraźnie odmiennym składzie lipidów.

Zdaniem Luki Fusara Bassiniego, jednego z autorów pracy, oznacza to, że komórki wytwarzające mielinę są chemicznie znacznie bardziej zróżnicowane, niż sugerowały wcześniejsze badania ich genów. Nowe granice chemiczne odkryto również w splocie naczyniówkowym, który produkuje płyn mózgowo-rdzeniowy, oraz w tkankach wyściełających wewnętrzne komory mózgu.

Ciąża zmienia skład tłuszczów w mózgu

Atlas pozwolił także sprawdzić, jak zmienia się chemiczna organizacja mózgu w szczególnych warunkach fizjologicznych. Naukowcy porównali skład lipidów u myszy ciężarnych i nieciężarnych. Wyniki pokazały rozległe zmiany w wielu częściach mózgu podczas ciąży. Były one nawet większe niż typowe różnice w składzie lipidów między samcami a samicami.

Największe zmiany zaobserwowano w korze mózgowej, czyli zewnętrznej warstwie mózgu. Jednocześnie w znacznej części istoty białej wyraźnie wzrosła ilość galaktozyloceramidu, jednego ze składników mieliny. Badacze podejrzewają, że zmiany te mogą być związane z przystosowywaniem połączeń nerwowych do potrzeb organizmu podczas ciąży. Nie wykazali jednak bezpośrednio, jakie mają one konsekwencje dla działania mózgu.

„Łącznie zmiany te sugerują, że mózg dostraja własne połączenia do wymagań ciąży” – mówi Gioele La Manno z EPFL. Według niego atlas pokazuje, że skład lipidów w mózgu zmienia się wraz z potrzebami organizmu.

Jak to pomoże w badaniach chorób?

Opracowany atlas jest publicznie dostępny. Naukowcy mogą zestawiać go z mapami komórek i aktywności genów, aby sprawdzać, jak poszczególne struktury mózgu różnią się pod względem chemicznym.

CZYTAJ TAKŻE

AI: pomocnik, oszust i producent treści

O narzędziach, które pomagają analizować dane i zmieniają naukę.

Jednym z możliwych zastosowań są badania starzenia się mózgu i chorób neurologicznych. Atlas zdrowego mózgu myszy może służyć jako punkt odniesienia przy poszukiwaniu zaburzeń rozmieszczenia lipidów, na przykład w badaniach choroby Alzheimera.

Autorzy zaznaczają jednak, że wyników nie można bezpośrednio przenosić na człowieka. Ludzki mózg wymaga osobnych badań, a obecne odkrycie nie oznacza jeszcze opracowania nowej metody diagnostycznej. „Na ludzi można przenieść nie samą mapę, ale metodę oraz wiedzę, że zdrowy mózg ma w ogóle bardzo uporządkowaną mapę lipidową” – wyjaśnia Luca Fusar Bassini. Kolejnym zadaniem będzie ustalenie, czy podobne chemiczne granice występują również w ludzkim mózgu.

Źródła:
1. Fusar Bassini, L. i in. (2026). The lipidomic architecture of the mouse brain. Nature, 658, 205. https://doi.org/10.1038/s41586-026-11050-0

2. Scientists uncover a hidden map of the brain with 539 distinct regions. ScienceDaily. https://www.sciencedaily.com/releases/2026/10/261012185011.htm

3. École Polytechnique Fédérale de Lausanne. (2026). Lipid Brain Atlas Explorer. https://lbae-v2.epfl.ch/