Группа американских исследователей картировала кору головного мозга в различных областях 180. от shutterstock.com Панкадж Сах, Университет Квинсленда

В большой новости для нейробиологии, команда американских исследователей недавно нанес на карту внешний слой человеческого мозга, кору головного мозгав различные регионы 180.

Используя данные изображений из Проект "Человек-Коннектом" - инициатива правительства США, направленная на картирование структурных и функциональных связей мозга - нейробиологи проанализировали мозг здоровых молодых людей 210. Результатом стал современный атлас человеческого мозга, области 97 которого ранее никогда не описывались.

Кора головного мозга - это свернутый наружный слой, который придает мозгу характерный морщинистый вид. Он делится на левое и правое полушария.

Первичная соматосенсорная кора является основной областью, ответственной за наше чувство осязания. Wikimedia Commons / BodyParts3D - модифицированный, CC BY-SA

Мы знаем, что определенные области коры отвечают за разные роли. Например, основная соматосенсорная кора, расположенная в вертикальной бороздке к середине мозга, является основной областью, ответственной за наше осязание.

Большая часть того, что мы понимаем о детальной архитектуре мозга, получается из исследований на грызунах. Хотя мозг крыс, мышей и приматов (нас) в основном схожи по структуре, они имеют четкие различия.

В отличие от грызунов, у людей есть большая префронтальная кора, область, ответственная за более высокие исполнительные функции, такие как принятие решений. Мы также общаемся через язык, и поэтому у нас есть определенные области обработки, отвечающие как за создание речи, так и за ее понимание.

Френология утверждала, что черты личности были обнаружены в определенных частях мозга. Wikimedia Commons

Улучшения в методах, включая функциональная магнитно-резонансная томография (МРТ) - который измеряет активность мозга путем обнаружения изменений кровотока - позволил нам изобразить живые мозги в реальном времени в беспрецедентных деталях.

Вековая цель неврологии

Картирование мозга было целью на протяжении веков, начиная с псевдонаучной дисциплины френологии в 19-м веке, которая утверждала, что черты личности были расположены в определенных частях мозга.

Сторонники будут измерять череп в соответствующей области мозга, чтобы определить, например, насколько добросовестный, доброжелательный или воинственный человек.

Более века назад немецкий анатом Корбиниан Бродманн классифицировал мозг на конкретные области на основе структуры и организации клеток в каждом регионе. До сих пор это была общепринятая карта областей мозга, известных как области Бродмана.

В новом исследовании исследователи использовали комбинацию различных изображений МРТ для картирования областей мозга, которые различаются по структуре и функции. Они смотрели на физическую структуру, такую ​​как толщина коры, какие области были активированы во время определенных задач и была ли эта деятельность скоординирована с деятельностью в других регионах.

Некоторые области были преимущественно связаны с одной функцией, такой как визуальная обработка или движение. Но многих областей не было. На самом деле, ученые обнаружили, что сети регионов активируются даже тогда, когда мозг находится в состоянии покоя, когда не выполняется явная задача.

Подробная карта мозга - и что?

Недавно нанесенный на карту мозг - ориентир для нейробиологии. Обновленный атлас мозга позволит лучше понять, как мозг контролирует поведение и как нарушения в определенных регионах способствуют заболеваниям головного мозга.

До сих пор версия Бродмана была широко принятой картой областей мозга. Wikimedia Commons

В то время как атласы головного мозга грызунов происходят от инбредных штаммов животных, которые мало различаются по анатомии мозга, индивидуальные вариации у людей являются обычным явлением. Существуют различия между анатомией собственных левых и правых полушарий головного мозга человека, не говоря уже об анатомических различиях между людьми разных возрастов и полов.

Например, недавнее исследование людей 1,400 обнаружил, что левый гиппокамп, область, связанная с памятью, обычно был больше у мужчин, чем у женщин.

Из-за этого различия исторически было трудно сравнивать результаты отдельных исследований изображений мозга и быть уверенным, что сканирование показывает активность в той же области мозга. Но теперь, более тонкое разделение областей мозга позволяет лучше сравнивать.

Карта мозга также имеет практическое применение для нейрохирургии. В настоящее время хирурги используют систему стереотаксических (3D) координат для определения и оперирования определенными областями мозга. Но это не идеально, так как области мозга у разных людей разные. Алгоритм, использованный для создания нового атласа, теперь может использоваться для персонализации отдельных карт, чтобы помочь более точно ориентировать операции.

Дальнейшая категоризация

Вполне вероятно, что мозг может быть разделен на еще большее количество областей, чем 180, уже описанный. По мере совершенствования технологии визуализации мы можем обнаружить и другие отдельные субрегионы, специализирующиеся на их составе или деятельности.

Но исследователи также полагают, что некоторые из недавно нанесенных на карту областей могут быть позже обнаружены как суб-области, приводя в качестве примера первичную соматосенсорную кору. Эта кора сформирована из так называемых соматических суб-областей, которые являются областями мозга, которые соответствуют точке для сенсорных рецепторов в разных частях тела.

И разные группы начинают карта геномной архитектуры различных областей мозга. Вместе эти новые открытия приведут к детальной карте всего человеческого мозга.

Панкадж Сах, Директор - Квинслендский институт мозга, Университет Квинсленда, Эта статья была соавтором Донны Лу, научного автора из Института мозга Квинсленда.

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.