Prvý celkový atlas našej mozgovej kôry

Náš kortex má na každej strane 180 oblastí - minimálne

180 oblastí mysle Mindet na každej strane kôry nám pomáha premýšľať © Matthew F. Glasser / David C. Van Essen
čítať nahlas

Myslenie v 360 pozemkoch: Naša mozgová kôra využíva rozdelenie práce - rôzne oblasti preberajú raz sami, niekedy spolu úlohy. Nový atlas mozgu prvýkrát ukazuje, koľko takýchto oblastí je v našej kôre - kombinuje anatomické a funkčné vlastnosti. V súlade s tým máme v každej polovici mozgu 180 samostatných oblastí, ako uvádzajú vedci v časopise Nature.

Ak dvaja neurovedci doteraz hovorili o oblasti mozgu, mohlo sa stať, že hovorili o dvoch rôznych častiach našej mysle. O tom, koľko funkčne a anatomicky odlišných oblastí je v mozgu a kde presne leží ich hranice, zatiaľ nedošlo k dohode. Počet oblastí v bežných mozgových mapách sa preto líši od 50 do 200.

Neviditeľné hranice

Dôvod: „Veľká časť mozgu vyzerá rovnako na povrchu, “ vysvetľuje vedúci štúdie Matthew Glasser z Washingtonskej univerzity v Saint-Louis. „Preto je mozgová mapa skôr politickým atlasom než topografická mapa - hranice sú neviditeľné, ale stále mimoriadne dôležité.“ Ich identifikácia je jednoduchá.

Okrem toho: Predchádzajúce mapovanie mozgu bolo často založené iba na demarkačnom parametri. Napríklad nedávno publikovaný atlas slova ukazuje, kde náš mozog spracováva tieto slová, iné mapujú vzájomné prepojenia neurónov alebo rozdiely v architektúre tkanív a buniek. Chýba však komplexná mapa kombinujúca funkciu, anatómiu, bunkovú architektúru a odkazy.

Nové mapovanie prvýkrát ukazuje oblasti nášho Cortex © Nature Video

Kombinácia funkcie a anatómie

Glasser a jeho tím teraz vytvorili taký komplexný atlas oblastí v ľudskej mozgovej kôre. Mapa je založená na anatomických údajoch z projektu Human Connectome, v ktorom boli mozgy 1 200 mladých mužov a žien analyzované pomocou magnetickej rezonancie (MRI). zobraziť

Vedci kombinovali tieto údaje s funkčnými MRI mozgovými skenmi od 210 ďalších subjektov. Odrážali činnosť rôznych oblastí mozgovej kôry v pokoji a siedmich rôznych činnostiach - napríklad počúvanie príbehu, pohyb ruky alebo podobne. Porovnávacia analýza všetkých údajov pomocou adaptívneho algoritmu umožnila Glasserovi a jeho kolegom zistiť, ako je mozgová kôra rozdelená - anatomicky aj funkčne.

180 oblastí na každej strane

Výsledkom je najkomplexnejšia a najpodrobnejšia mapa mozgovej kôry. Identifikuje 180 rôznych oblastí v každej pologuli, vrátane 97 nových oblastí, ktoré predtým neboli identifikované ako samostatné oblasti. „Neočakávame, že to bude konečné číslo, “ hovorí Glasser. "Zamerali sme sa len na zadanie limitov, kde sme si celkom istí."

180 oblastí mozgu na jednej strane sa veľmi líši svojou veľkosťou, tvarom a umiestnením vo vzťahu k záhybom a cievkam mozgovej kôry. Zodpovedajúce oblasti v oboch poloviciach mozgu sú však prekvapivo symetrické, ako vedci vysvetľujú. Výnimky sú však niektoré oblasti, ktoré sú zodpovedné za spracovanie reči.

Tento obrázok ukazuje aktivačný vzorec kortexu, ktorý počúva príbeh - dokonca aj také funkčné údaje prúdia do mapy. Matthew F. Glasser / David C. Van Essen

Prepletená mozaika

A niečo iné ukazuje novú mapu našej mozgovej kôry: Oblasti, ktoré vykonávajú iba dobre známu funkciu, sú v kôre menšiny. Viac ako polovica teraz zmapovaných oblastí mozgu sa však dá kombinovať s niekoľkými funkciami a vytvoriť vzájomne prepojenú mozaiku, ako uvádza Glasser a jeho kolegovia: „Napríklad existuje veľa oblastí, ktoré majú a majú kognitívnu funkciu. Okrem toho sú spojené s jednou alebo viacerými zmyslovými úlohami. ““

Jedným z pravdepodobne monofunkčných balíkov našej mozgovej kôry je napríklad novo identifikovaná oblasť 55b. Vedci tvrdia, že táto oblasť menšia ako arašidy na okraji hrebeňa je aktívna vždy, keď čítame alebo rozprávame príbeh.

So všetkými podobnými s malými odchýlkami

Je zaujímavé, že pomocou tohto algoritmu vedci dokázali automaticky zistiť a rozpoznať oblasti kôry u 210 nových dobrovoľníkov - napriek individuálnym rozdielom v mozgových konvolúciách. Celkovo je preto umiestnenie a tvar týchto častí mozgu u všetkých ľudí veľmi podobné.

Je však ironické, že v novoobjavenej oblasti 55b došlo k výrazným odchýlkam. U štyroch percent nových dobrovoľníkov bola táto oblasť mierne posunutá, u šiestich percent je rozdelená na dve časti z dvoch priľahlých oblastí. „Takéto topologické odchýlky v plošných mapách jednotlivcov vyvolávajú vzrušujúce otázky pre budúci výskum, “ tvrdia vedci.

„Významný pokrok“

Podľa Glassera a jeho kolegov predstavuje ich atlas mozgovej kôry významný pokrok vo výskume mozgu a neuroanatómii. Prináša vám priblíženie k cieľu, ktorý výskumníci hľadajú už viac ako storočie - vhľad do štruktúrnej organizácie našej mysle.

Neurovedec Simon Eickhoff z Heinrich Heine University v Düsseldorfe súhlasí: „Atlas mozgu Glassera a jeho kolegov je prvou multimodálnou mapou oblasti kôry - a predstavuje významný pokrok v mapovaní ľudského mozgu, “ píše. v sprievodnom komentári. (Nature, 2016; doi: 10, 1038 / príroda 18933)

(Washingtonská univerzita / príroda, 21.07.2016 - NPO)