Mapping the brain: wetenskaplikes definieer 180 duidelike streke, maar wat nou? | Mighty Natural
'N Span Amerikaanse navorsers het die serebrale korteks in 180-onderskeie streke gekarteer. van shutterstock.com Pankaj Sah, Die Universiteit van Queensland
In groot nuus vir neurowetenskap, het 'n span Amerikaanse navorsers onlangs het die brein van die menslike brein, die serebrale korteks, gekarteer, in 180 duidelike streke.
Gebruik beelddata van die Human Connectome Project - 'n Amerikaanse regering-geleide inisiatief om die brein se strukturele en funksionele verbindings te karteer - neurowetenskaplikes het die brein van 210 gesonde jong volwassenes ontleed. Die resultaat was 'n moderne atlas van die menslike brein, waarvan 97-areas nog nooit voorheen beskryf is nie.
Die serebrale korteks is die gevoude buitenste laag wat die brein sy kenmerkende, rukagtige voorkoms gee. Dit word verdeel in linker en regter hemisfere.
Die primêre somatosensoriese korteks is die hoofarea wat verantwoordelik is vir ons gevoel van aanraking. Wikimedia Commons / BodyParts3D - gewysig, CC BY-SA
Ons weet spesifieke streke van die korteks is verantwoordelik vir verskillende rolle. Die primêre somatosensoriese korteks, geleë op 'n vertikale groef na die middel van die brein, is byvoorbeeld die hoofarea vir ons gevoel van aanraking.
Die meeste van wat ons verstaan ​​oor die gedetailleerde argitektuur van die brein kom van knaagdierstudies. Terwyl die brein van rotte, muise en primate (ons) meestal dieselfde is in struktuur, het hulle duidelike verskille.
Anders as knaagdiere het die mens 'n groot prefrontale korteks, die area wat verantwoordelik is vir hoër uitvoerende funksies soos besluitneming. Ons kommunikeer ook deur taal en as sodanig het spesifieke verwerkingsgebiede verantwoordelik vir die skep van spraak en begrip daarvan.
Fenologie het geplaas dat persoonlikheidseienskappe in spesifieke dele van die brein geleë was. Wikimedia Commons
Verbeterings in tegnieke insluitend funksionele magnetiese resonansie beelding (fMRI) - wat die breinaktiwiteit meet deur bloedvloeiveranderings op te spoor - het ons in staat gestel om beeld lewende brein in reële tyd in ongekende detail te gee.
Die eeue-oue neurowetenskap doel
Die kartering van die brein is al eeue lank 'n doelwit, wat teruggegaan het na die pseudo-wetenskaplike dissipline van frenologie in die 19-eeu, wat daarop dui dat persoonlikheidseienskappe in spesifieke dele van die brein geleë was.
Voorstanders sou die skedel oor 'n ooreenstemmende breinarea meet om byvoorbeeld te bepaal hoe gewetensvol, welwillend of bevrydend 'n persoon was.
Meer as 'n eeu gelede het die Duitse anatomist Korbinian Brodmann die brein in spesifieke gebiede geklassifiseer op grond van die struktuur en organisasie van selle in elke streek. Tot nou toe was dit die algemeen aanvaarde kaart van breingebiede, bekend as Brodmann se gebiede.
In die nuwe studie het navorsers 'n kombinasie van verskillende MRI-beelde gebruik om breinareas te identifiseer wat afsonderlik in struktuur en funksie is. Hulle het gekyk na fisiese struktuur, soos die dikte van die korteks, watter areas is tydens sekere take geaktiveer en of hierdie aktiwiteit gekoördineer is met aktiwiteit in ander streke.
Sommige gebiede was oorwegend geassosieer met 'n enkele funksie, soos visuele verwerking of beweging. Maar baie gebiede was nie. Trouens, wetenskaplikes het gevind dat netwerke van streke geaktiveer word selfs wanneer die brein in 'n rustende toestand is - wanneer geen eksplisiete taak uitgevoer word nie.
'N Gedetailleerde breinkaart - so wat?
Die nuutgekapte brein is 'n kenmerk vir neurowetenskap. 'N Opgedateerde breinatlas sal meer insig gee in hoe die brein gedrag beheer en hoe afwykings in sekere streke bydra tot breinsiektes.
Tot nou toe was Brodmann se weergawe die algemeen aanvaarde kaart van breinstreke. Wikimedia Commons
Terwyl knaagdier brein atlasse ontstaan ​​uit ingeteelde stamme van diere wat min in hul breinanatomie verskil, is individuele variasies in mense algemeen. Daar is verskille tussen die anatomie van 'n persoon se eie linker- en regterbreinhemisfere, laat staan ​​die anatomiese verskille tussen individue van verskillende ouderdomme en geslagte.
Byvoorbeeld, 'n onlangse studie van 1,400 mense gevind dat die linker hippokampus, 'n gebied wat met geheue verband hou, gewoonlik groter was by mans as by vroue.
As gevolg van hierdie variasie is dit histories moeilik om die resultate van aparte breinbeeldstudie te vergelyk en seker te wees van die skanderingsvertoningsaktiwiteit in dieselfde breinarea. Maar nou, die fyner afdelings van breinstreke maak voorsiening vir beter vergelykings.
Die breinkaart het ook praktiese toepassings vir neurochirurgie. Tans gebruik chirurge 'n stelsel van stereotaksiese (3D) koördinate om te bepaal en te werk op spesifieke breinstreke. Maar dit is nie ideaal nie aangesien breinstreke verskil van persoon tot persoon. Die algoritme wat gebruik word om die nuwe atlas te skep, kan nou gebruik word om individuele kaarte te personaliseer om die operasie meer spesifiek te help.
Dit is waarskynlik dat die brein verder verdeel kan word in selfs meer streke as die 180 wat reeds beskryf is. Soos beeldende tegnologie verbeter, kan ons verdere afsonderlike substreke wat gespesialiseer is in hul make-up of aktiwiteit, ontdek.
Maar die navorsers glo ook dat sommige van die nuutgekapte gebiede later as deelareas bevind kan word, met die primêre somatosensoriese korteks as voorbeeld. Hierdie korteks word gevorm van wat somatotopiese subareas genoem word, wat breinstreke is wat ooreenstem met punt vir sensoriese reseptore by verskillende dele van die liggaam.
En verskillende groepe begin 'n kaart van die genomiese argitektuur van verskillende breinstreke. Saam sal hierdie nuwe bevindinge lei tot 'n gedetailleerde kaart van die hele menslike brein.
Pankaj Sah, Direkteur - Queensland Brain Institute, Die Universiteit van Queensland, Hierdie stuk is mede-outeur van Donna Lu, 'n wetenskapskrywer by die Queensland Brain Institute.