Genaueste karte der menschlichen kortex unbegründet


Genaueste karte der menschlichen kortex unbegründet

Die kompletteste Karte der Hirnrinde, die jemals gezeichnet werden soll, wurde in dieser Woche vorgestellt Natur . Nicht weniger als 97 wurden deutliche, zuvor unbeschriebene Regionen gefunden.

Eine Karte mit einigen der 180 kortikalen Regionen.

Bildnachweis: Matthew Glasser, Ph.D., David Van Essen, Ph.D., Washington University

Die Hirnrinde - der äußere Teil des Säugetierhirns - ist eine 2-4 Millimeter dicke Schicht grauer Stoffe.

Diese dicht gefaltete Zellbildung ist stark in eine Reihe von Aufgaben involviert, darunter Aufmerksamkeit, Erinnerung, Wahrnehmung, Bewusstsein, Bewusstsein, Denken und Sprache.

Im Laufe des letzten Jahrhunderts haben die Neurowissenschaftler die Kortikalis in immer kleinere Abschnitte diskreter Funktionalität unterteilt.

Obwohl das Gehirn bekannt ist, zu funktionieren, sehr viel, als Ganzes, teilt es in Biss Größe Chunks hilft zu verstehen, wie es eine solche komplexe Aktivität zu schaffen.

Die brechende Forschung liefert uns bis heute die komplexeste Karte der Hirnrinde.

Frühe Untersuchungen der Kortex und Versuche, ihre Organisation zu verstehen, haben sich auf einzelne Maßnahmen gestützt - z. B. die Untersuchung von Zelltypen im postmortem Gehirn.

Obwohl diese Studien den Wissenschaftlern erlaubt haben, unterschiedliche Bereiche zu beschreiben, wurde die Genauigkeit in Frage gestellt, und die Fähigkeit, Strukturen zwischen Gehirnen zu vergleichen, fehlte.

Software, Scans und Gehirnkarten

Wissenschaftler, die von den National Institutes of Health durch ihre Human Connectome Project (HCP) finanziert, um diese verschwommenen Bilder des Gehirns in viel schärferen Fokus zu bringen.

Um ein detaillierteres Bild von kortikalen Regionen zu entwickeln, nutzten sie eine Reihe von Spitzentechniken und überlagerten sie.

Die Arbeit wurde von David Van Essen, Ph.D., und Matthew Glasser, Ph.D., der Washington University in St. Louis, MO, und ihre Kollegen durchgeführt.

Die Forscher entwickelten Software, die in der Lage ist, Bereiche des Gehirns abzubilden, indem sie Daten von einer großen Anzahl von nichtinvasiven, aber präzise ausgerichteten Magnetresonanztomographie (MRT) -Hirnscans zusammenfassen.

Insgesamt benutzten sie Scans von 210 gesunden Teilnehmern. Die Imaging-Technologie zeichnete kortikale Architektur und ihre Aktivität, Konnektivität und Topographie. Zu den Maßnahmen gehörten der Kortex-Myelingehalt - eine für die Signaltransduktion wichtige fettige Komponente - und die Dicke der Kortex. Darüber hinaus wurden funktionale MRT (fMRI) Scans sowohl während der Aufgaben als auch während der Ruhe gemacht.

Den Geist teilen

Glasser und sein Team suchten nach Bereichen der Kortex, wo sich zwei oder mehr Eigenschaften änderten; Diese wurden die Grenzen auf der Karte. Er sagt: "Wenn du auf der kortikalen Oberfläche kriechtest, wirst du irgendwann an einen Ort kommen, an dem sich die Eigenschaften ändern, und wo sich mehrere unabhängige Eigenschaften an derselben Stelle ändern."

Die beste Karte der Kortex vor diesem Fortschritt beschrieb 83 Bereiche, die alle durch die neue Methodik bestätigt wurden, mit der Hinzufügung von 97 Bereichen, die völlig neu für die Wissenschaft sind.

Jede der 97 neuen Regionen enthält Zellen mit ähnlicher Konnektivität, Struktur und Funktion, die sich von ihren Nachbarn unterscheidet.

Die Ergebnisse wurden dann mit einer weiteren Stichprobe von 210 gesunden Teilnehmern doppelt überprüft. Beim Ausführen der Software auf frischen Gehirnen wurden einige der kortikalen Regionen bei einigen Individuen in leicht unterschiedlichen Positionen oder von subtil unterschiedlichen Größen gefunden. Allerdings war die Software immer noch in der Lage, diese Änderungen erfolgreich anzupassen und genau zuzuordnen.

Die Fähigkeit, individuelle Unterschiede in der Lage, Größe und Topologie der kortikalen Gebiete von Unterschieden in ihrer Aktivität oder Konnektivität zu unterscheiden, sollte das Verständnis davon erleichtern, wie jede Eigenschaft mit Verhalten und genetischen Untergründen zusammenhängt."

Matthew Glasser, Ph.D.

Die Karte hat das Potenzial zu beantworten, oder zumindest zu beantworten, einige der esoterischen Fragen, die Neurowissenschaft über zwischenmenschliche Unterschiede zu bieten hat; Fragen zu zwischenmenschlichen Unterschieden und intellektuellen und kreativen Fähigkeiten, zum Beispiel.

Unten ist ein kurzes Video, produziert von Natur , Was kurz die neuen Erkenntnisse erklärt:

Die Zukunft der Gehirnkarten

Nichts ist natürlich perfekt, und die Karte hat gewisse Einschränkungen. Als Beispiel hat es wenig zu sagen über die biochemische Aktivität des Gehirns oder die Aktivität der einzelnen Neuronen in diesen neu definierten Bereichen.

Rex Jung, ein Neuropsychologe an der Universität von New Mexico in Albuquerque, sprach mit Natur Über die kortikale karte, sagt er: "Es ist analog zu einer fantastischen Google Earth-Karte deiner Nachbarschaft, bis zu deinem individuellen Hinterhof, aber du kannst nicht wirklich sehen, wie deine Nachbarn sich bewegen, wo sie hingehen oder welche Art Von Jobs, die sie haben."

Abkürzungen beiseite, die neue Karte und die zugehörige Software ist sicherlich ein großer Sprung nach vorne. Glasser plant auch nicht, hier zu stoppen. Er sagt: "Wir denken daran als Version 1.0. Das bedeutet nicht, dass es die endgültige Version ist, aber es ist eine weit bessere Karte als die, die wir vorher hatten."

Die Forscher prognostizieren, dass, wie die Technologie fortschreitet, jede der bislang identifizierten Unterteilungen wahrscheinlich in immer kleinere Unterabschnitte aufgeteilt wird, wenn sich die Instrumentensensitivität verbessert.

Erfahren Sie mehr über die Verwendung von Gehirn-Scans zu helfen, vorherzusagen, wenn Koma-Patienten aufwachen.

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