Zunächst wurde ein vollständiger Atlas des menschlichen Gehirns mit einer Zellauflösung von 1 μm / Pixel erstellt

Mehrere Bilder aus dem Atlas des menschlichen Gehirns. Bild: Allen Institute for Brain Science Die

Kenntnis der detaillierten anatomischen Struktur des menschlichen Gehirns ist entscheidend für das Verständnis seiner Funktionalität. Bestehende Referenzatlanten sind nicht von hoher Qualität: Sie haben eine relativ niedrige Auflösung oder sind unvollständig oder es fehlen Strukturanmerkungen. Atlanten des menschlichen Gehirns waren den Atlanten des Gehirns von Würmern, Fliegen und Mäusen in Qualität, räumlicher Auflösung und Vollständigkeit lange Zeit unterlegen. Dies ist auf technische Einschränkungen aufgrund der enormen Größe und Komplexität des menschlichen Gehirns zurückzuführen. Unnötig zu sagen, ob Atlanten von vor hundert Jahren noch oft in der Medizin verwendet werden.

Es ist gut, dass Kunden wie Microsoft-Mitbegründer Paul Allen auf der Welt geblieben sind. Eine halbe Milliarde Dollar, die in ein Forschungsprojekt für das menschliche Gehirn investiert wurden, haben zu Ergebnissen geführt.

Wissenschaftler des Allen Institute for Neuroscience (Allen Institute for Brain Science) füllten eine große wissenschaftliche Lücke - und erstellten den bislang vollständigsten und detailliertesten digitalen Atlas des menschlichen Gehirns . Es wurde durch Neuroimaging, hochauflösende histologische Untersuchung und die Gehirn-Chemoarchitektur einer 34-jährigen Frau zusammengestellt (wie Sie wissen, unterscheidet sich das Gehirn einer Frau strukturell und funktionell nicht vom eines Mannes).

Um den Atlas zusammenzustellen, mussten wir Magnetresonanztomographie, diffusionsgewichtete Bildgebung (Diffusions-MRT) und 1356 große anatomische Platten von der Größe der Gehirnhälfte für die Immunhistochemie (IHC) und Studien unter Verwendung der Nissl-Methode mit Zellauflösung, d. H. 1 & mgr; m / Pixel, verwenden.

Anfang dieses Jahres kündigten Forscher des Human Connectome-Projekts die Erstellung eines Atlas des menschlichen Gehirns an . Sie stellten Bilder zusammen, die durch MRT bei 210 Erwachsenen erhalten wurden. Ein solches Bild kann jedoch nicht einmal mit dem detaillierten Atlas einer Frau auf zellulärer Ebene verglichen werden, der am Allen Institute for Neuroscience erstellt wurde.

"Dies ist der bislang strukturell vollständigste Atlas, und wir hoffen, dass er in verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen als Referenz für das menschliche Gehirn dienen wird", sagt erEd Lein, Ph.D. und Forscher am Allen Institute for Neuroscience. In Zukunft wird dieser Atlas als Basisreferenz für die Überlagerung anderer Karten des menschlichen Gehirns nützlich sein, einschließlich Funktionskarten oder Karten der zellulären Zusammensetzung des Gehirns. Dies ist eine Art einheitlicher Rahmen für die Integration vieler wissenschaftlicher Studien, in denen verschiedene Arten von Daten über das menschliche Gehirn kombiniert werden.

Der Atlas enthält vollständig kommentierte Bilder von 862 Gehirnstrukturen, darunter 117 Traktate (Nervenbahnen) in weißer Substanz und mehrere neue zyto- und chemoarchitektonisch isolierte Strukturen. Diese Anmerkungen, die von anatomischen Platten und Studien unter Verwendung der Nissl-Methode erhalten wurden, wurden auch auf die entsprechenden MRT-Bilder übertragen, bei denen das Gehirn im Allgemeinen noch nicht geschnitten war.


Atlas des menschlichen Gehirns.Abbildung: Allen Institute for Brain Science

Im neuen Cortex (Neocortex) haben die Forscher separate Bereiche abgegrenzt: Rillen, Windungen und modifizierte Broadman-Felder , um makroskopische anatomische Parzellen und mikroskopische chemoarchitektonische Parzellen zu einer einzigen Struktur zu vereinen.

Um eine vollständige Ontologie des Gehirns zu erstellen und einzelne Regionen in Querschnitten genau zu unterscheiden, mussten die Wissenschaftler des Allen Institute einen neuen Scanner entwickeln, mit dem dünne Gewebeschnitte von der Größe einer vollständigen Gehirnhälfte mit einer Auflösung von Mikrometern gescannt werden können.

Wissenschaftler haben großartige Arbeit geleistet. Der von ihnen erstellte Atlas des Gehirns der Frau ist so detailliert, dass er die entsprechenden Strukturbereiche im Gehirn anderer Menschen mittels MRT recht genau bestimmen kann.

Ein interaktiver digitaler Atlas des Gehirns, der am Allen Institute for Neuroscience zusammengestellt wurde, steht der wissenschaftlichen Gemeinschaft auf der ganzen Welt frei zur Verfügung . Auf der Website ist es in vorhandene Genexpressionsatlanten integriert, die am selben Institut zusammengestellt wurden.

Der digitale Atlas unterscheidet sich in seinem Format stark von klassischen Atlanten. Das interaktive Format ermöglicht es Ihnen, durch das Gehirn zu "reisen" und die Skala von makroskopisch zu mikroskopisch zu ändern - von ganzen Teilen des Gehirns zu bestimmten Neuronen. Gleichzeitig enthält der Atlas absolut genaue Informationen aus wissenschaftlichen Arbeiten, die überprüft wurden.


Das Allen Institute of Neuroscience ist eine private Forschungseinrichtung, die von Paul Allen, einem der Gründer von Microsoft, gegründet wurde. Der Philanthrop hat mehr als eine halbe Milliarde Dollar in ein wissenschaftliches Projekt investiert, um einen Atlas des menschlichen Gehirns zu erstellen. Dieses Projekt heißt Medical Manhattan Project .

Das Medical Manhattan-Projekt soll helfen, zu verstehen, wie der Denkprozess einer Person abläuft: "Als ehemaliger Programmierer interessiert mich sehr, wie das menschliche Gehirn funktioniert und wie die Informationen tatsächlich verarbeitet werden", sagte Allen in einem Interview. - Selbst wenn Sie etwas tiefer in die Neurologie einsteigen, beginnen Sie zu verstehen, dass alles miteinander verbunden ist. Das heißt, das Gehirn versucht, alles zu nutzen, was möglich ist: Sehen, Hören, Erfahrungen aus der Vergangenheit. All dies wird vom Gehirn verwendet, um zu berechnen, was das Tier (ob Maus oder Mensch) weiter tun soll. “

Im Idealfall hilft der Atlas des menschlichen Gehirns, das Wichtigste zu verstehen - was Bewusstsein ist.


Der wissenschaftliche Artikel veröffentlicht in der Zeitschrift Journal of Neurology Vergleichs (doi: 10.1002 / cne.24080). Tatsächlich nahm der 350-seitige Atlas die gesamte Ausgabe dieses Magazins ein.

Source: https://habr.com/ru/post/de397783/