Transl Psychiatry. 2021 Jan 14;11(1):49. doi: 10.1038/s41398-020-01173-x.
Structural diverseness of neurons between brain areas and between cases.
Mizutani R1, Saiga R2, Yamamoto Y3, Uesugi M4, Takeuchi A4, Uesugi K4, Terada Y4, Suzuki Y5, De Andrade V6, De Carlo F6, Takekoshi S7, Inomoto C8, Nakamura N8, Torii Y9, Kushima I9,10, Iritani S9,11, Ozaki N9, Oshima K11,12, Itokawa M11,12, Arai M12.
1 Department of Applied Biochemistry, Tokai University, Hiratsuka, Kanagawa, 259-1292, Japan. mizutanilaboratory@gmail.com.
2 Department of Applied Biochemistry, Tokai University, Hiratsuka, Kanagawa, 259-1292, Japan.
3 Department of Mathematics, Tokai University, Hiratsuka, Kanagawa, 259-1292, Japan.
4 Japan Synchrotron Radiation Research Institute (JASRI/SPring-8), Sago, Hyogo, 679-5198, Japan.
5 Photon Factory, High Energy Accelerator Research Organization KEK, Tsukuba, Ibaraki, 305-0801, Japan.
6 Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory, Lemont, IL, 60439, USA.
7 Department of Cell Biology, Tokai University School of Medicine, Isehara, Kanagawa, 259-1193, Japan.
8 Department of Pathology, Tokai University School of Medicine, Isehara, Kanagawa, 259-1193, Japan.
9 Department of Psychiatry, Nagoya University Graduate School of Medicine, Nagoya, Aichi, 466-8550, Japan.
10 Medical Genomics Center, Nagoya University Hospital, Nagoya, Aichi, 466-8550, Japan.
11 Tokyo Metropolitan Matsuzawa Hospital, Setagaya, Tokyo, 156-0057, Japan.
12 Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science, Setagaya, Tokyo, 156-8506, Japan.

Известно, что кора головного мозга может быть поделена на множество структур и подструктур, демонстрирующих связь с выполнением самых различных функций организма. Известно также, что нейроны мозга человека различаются по многим параметрам, включая экспрессию генов и пространственную связанность. Однако до настоящего времени никто не воссоздавал трехмерные реконструкции нейронных структур для сопоставления нейронов разных областей мозга одного человека или одной области разных людей. В данной работе была предпринята такая попытка: авторы провели наноразмерный геометрический анализ мозговой ткани верхней височной извилины и сравнили результаты с ранее полученными на мозговой ткани передней цингулярной коры. Причем для анализа были взяты не только образцы мозговой ткани условно здоровых испытуемых, но и пациентов с расстройством шизофренического спектра. Оказалось, что структуры нейронов сильно различаются в этих двух областях по, например, кривизне ветвистости и диаметру отростков и шипиков (синаптические части отростков). Также структурность нейронов варьирует от человека к человеку. Причем, чем больше у конкретного человека кривизна ветвистости, тем меньше диаметр отростков и шипиков. Такие отличия в геометрии нейронной структуры могут лежать в основе индивидуальных различий в функционировании мозга. Также обнаруживались отличия в геометрии нейронов у пациентов с расстройством шизофренического спектра по сравнению со здоровым контролем. При этом заболевании наблюдались более тонкие и искривленные отростки нейронов, причем и вариативность ветвистости у таких пациентов была выше. Можно предположить, что нейронные отростки в таких случаях плохо «знали», куда прорастать, т.е. наблюдаемые отклонения от нормальной структуры – это, возможно, отражение нарушений химической сигнализации между нейронами.