قام أولاً بتجميع أطلس كامل للدماغ البشري باستبانة خلية تبلغ 1 ميكرومتر / بكسل

عدة صور من أطلس دماغ الإنسان. صورة: معهد ألين لعلم الدماغ

إن معرفة البنية التشريحية التفصيلية للدماغ البشري أمر بالغ الأهمية لفهم وظائفه. الأطالس المرجعية الحالية ليست ذات جودة عالية: لها دقة منخفضة نسبيًا أو غير مكتملة ، أو تفتقر إلى تعليقات هيكلية. لفترة طويلة ، كانت أطالس الدماغ البشري أدنى من أطالس دماغ الديدان والذباب والفئران من حيث الجودة والدقة المكانية والاكتمال. ويرجع ذلك إلى القيود التقنية بسبب الحجم والتعقيد الهائل للدماغ البشري. وغني عن القول ، إذا كانت الأطالس منذ مائة عام لا تزال تستخدم في كثير من الأحيان في الطب.

من الجيد أن رعاة مثل المؤسس المشارك لشركة Microsoft Paul Allen ظلوا في العالم. حقق نصف مليار دولار تم استثماره في مشروع بحثي عن دماغ الإنسان نتائج.

قام علماء من معهد ألن لعلم الأعصاب (معهد ألن لعلم الدماغ) بسد فجوة علمية كبيرة - وأعدوا الأطلس الرقمي الأكثر اكتمالا وتفصيلا للدماغ البشري حتى الآن . تم تجميعها عن طريق التصوير العصبي ، والفحص النسيجي عالي الدقة ، والهندسة الكيميائية للدماغ لامرأة تبلغ من العمر 34 عامًا (كما تعلمون ، لا يختلف دماغ المرأة من الناحية الهيكلية والوظيفية عن دماغ الرجل).

لتجميع الأطلس ، كان علينا استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي والتصوير الموزون بالانتشار (التصوير بالرنين المغناطيسي) و 1356 لوحات تشريحية كبيرة بحجم نصف الكرة المخية للكيمياء المناعية (IHC) والدراسات التي تستخدم طريقة Nissl مع دقة الخلية ، أي 1 ميكرومتر / بكسل.

في وقت سابق من هذا العام ، أعلن باحثون في مشروع Human Connectome Project عن إنشاء أطلس للدماغ البشري . قاموا بتجميع الصور التي حصل عليها التصوير بالرنين المغناطيسي في 210 بالغين. ولكن لا يمكن مقارنة هذه الصورة بالأطلس التفصيلي لامرأة واحدة على المستوى الخلوي ، والتي تم تجميعها في معهد ألن لعلم الأعصاب.

"هذا هو الأطلس الأكثر اكتمالًا حتى الآن ، ونأمل أن يكون بمثابة مرجع مرجعي لدماغ الإنسان في مختلف التخصصات العلمية" ، يقولإد لين ، دكتوراه وباحث في معهد ألن لعلم الأعصاب. في المستقبل ، سيكون هذا الأطلس مفيدًا كمرجع أساسي لتراكب الخرائط الأخرى للدماغ البشري ، بما في ذلك الخرائط الوظيفية أو خرائط التكوين الخلوي للدماغ. هذا هو نوع من إطار واحد لدمج العديد من الدراسات العلمية ، والجمع بين أنواع مختلفة من البيانات على الدماغ البشري.

يتضمن الأطلس صورًا مشروحة بالكامل لـ 862 بنية دماغية ، بما في ذلك 117 مسالك (مسارات عصبية) في المادة البيضاء والعديد من الهياكل الجديدة المعزولة بالخلايا والهندسة المعمارية. تم أيضًا نقل هذه التعليقات التوضيحية التي تم الحصول عليها من الصفائح التشريحية والدراسات باستخدام طريقة Nissl إلى صور التصوير بالرنين المغناطيسي المقابلة ، حيث كان الدماغ لا يزال بشكل عام ، ولم يتم قطعه.


أطلس الدماغ البشري.توضيح: معهد ألن لعلم الدماغ

في القشرة الجديدة (القشرة المخية الحديثة) ، حدد الباحثون مناطق منفصلة: الأخاديد ،واللفائف ، وحقول برودمان المعدلةلدمج عمليات التشريح التشريحي الماكروسكوبية والطرود الهندسية الميكروسكوبية في هيكل واحد.

من أجل إنشاء علم الوجود الكامل للدماغ والتمييز الدقيق للمناطق الفردية في المقاطع العرضية ، كان على علماء معهد ألن تطوير ماسح ضوئي جديد قادر على المسح بأجزاء دقيقة من الأنسجة ذات دقة ميكرومتر بحجم نصف المخ الكامل للدماغ.

لقد قام العلماء بعمل عظيم. إن أطلس دماغ المرأة الذي ابتكرته مفصل للغاية لدرجة أنه يسمح بدقة تحديد المناطق الهيكلية المقابلة في دماغ الأشخاص الآخرين وفقًا للتصوير بالرنين المغناطيسي.

الأطلس الرقمي التفاعلي للدماغ ، الذي تم تجميعه في معهد ألن لعلم الأعصاب ، متاح مجانًا للمجتمع العلمي في جميع أنحاء العالم. على الموقع ، تم دمجها مع أطالس التعبير الجيني الموجودة التي تم تجميعها في نفس المعهد.

يختلف الأطلس الرقمي في شكله اختلافًا كبيرًا عن الأطلس الكلاسيكي. يسمح لك الشكل التفاعلي "بالسفر" عبر الدماغ ، وتغيير المقياس من الميكروسكوبي إلى الميكروسكوبي - من أجزاء كاملة من الدماغ إلى خلايا عصبية معينة. في الوقت نفسه ، يحتوي الأطلس على معلومات دقيقة للغاية من الأوراق العلمية التي تمت مراجعتها.


معهد Allen Institute of Neuroscience هو مؤسسة بحثية خاصة أسسها Paul Allen ، أحد مؤسسي شركة Microsoft. استثمر المحسن أكثر من نصف مليار دولار في مشروع علمي لتجميع أطلس من الدماغ البشري. هذا المشروع يسمى مشروع مانهاتن الطبي .

قال ألين في مقابلة: يجب أن يساعد مشروع Medical Manhattan Project في فهم كيفية حدوث عملية التفكير لدى الشخص: "بصفتي مبرمجًا سابقًا ، فأنا مهتم جدًا بكيفية عمل دماغ الإنسان ، وكيفية معالجة المعلومات فعليًا". - حتى بعد التعمق أكثر في علم الأعصاب ، تبدأ في فهم أن كل شيء مترابط. أي أن الدماغ يحاول استخدام كل ما هو ممكن: الرؤية والسمع والتجربة الماضية. كل هذا يستخدمه الدماغ لحساب ما يجب على الحيوان (سواء كان فأرًا أو إنسانًا) أن يفعله أكثر ".

من الناحية المثالية ، سيساعد أطلس دماغ الإنسان على فهم أهم شيء - ما هو الوعي.


مقال علمي منشور في مجلة Journal of Comparative Neurology (دوى: 10.1002 / cne.24080). في الواقع ، احتل الأطلس المكون من 350 صفحة العدد الكامل من هذه المجلة.

Source: https://habr.com/ru/post/ar397783/