Primero compiló un atlas completo del cerebro humano con una resolución celular de 1 μm / pixel

Varias imágenes del atlas del cerebro humano. Imagen: Allen Institute for Brain Science

Conocer la estructura anatómica detallada del cerebro humano es crucial para comprender su funcionalidad. Los atlas de referencia existentes no son de alta calidad: tienen una resolución relativamente baja o son incompletos o carecen de anotaciones de estructura. Durante mucho tiempo, los atlas del cerebro humano fueron inferiores a los atlas del cerebro de gusanos, moscas y ratones en calidad, resolución espacial e integridad. Esto se debe a limitaciones técnicas debido al enorme tamaño y complejidad del cerebro humano. Huelga decir que si los atlas de hace cien años todavía se usan a menudo en medicina.

Es bueno que clientes como el cofundador de Microsoft Paul Allen se hayan quedado en el mundo. 500 millones de dólares invertidos en un proyecto de investigación del cerebro humano han arrojado resultados.

Los científicos del Instituto Allen para la Neurociencia (Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro) llenaron un gran vacío científico y prepararon el atlas digital más completo y detallado del cerebro humano hasta la fecha . Fue compilado por neuroimagen, examen histológico de alta resolución y la quimioarquitectura cerebral de una mujer de 34 años (como saben, el cerebro de una mujer no es diferente estructural y funcionalmente del de un hombre).

Para compilar el atlas, tuvimos que usar imágenes de resonancia magnética, imágenes ponderadas por difusión (MRI de difusión) y 1356 placas anatómicas grandes del tamaño del hemisferio cerebral para inmunohistoquímica (IHC) y estudios usando el método Nissl con resolución celular, es decir, 1 μm / píxel.

A principios de este año, los investigadores del Proyecto Human Connectome anunciaron la creación de un atlas del cerebro humano . Recopilaron imágenes obtenidas por resonancia magnética en 210 adultos. Pero esa imagen ni siquiera se puede comparar con el atlas detallado de una mujer a nivel celular, que se compiló en el Instituto Allen de Neurociencia.

"Este es el atlas más completo estructuralmente hasta la fecha, y esperamos que sirva como referencia de referencia para el cerebro humano en varias disciplinas científicas", diceEd Lein, Ph.D. e investigador del Instituto Allen de Neurociencia. En el futuro, este atlas será útil como referencia básica para superponer otros mapas del cerebro humano, incluidos mapas funcionales o mapas de la composición celular del cerebro. Este es un tipo de marco único para integrar muchos estudios científicos, combinando diferentes tipos de datos sobre el cerebro humano.

El atlas incluía imágenes completamente anotadas de 862 estructuras cerebrales, incluidos 117 tractos (caminos neurales) en la materia blanca y varias estructuras nuevas aisladas por cito y quimioarquitectura. Estas anotaciones, obtenidas de placas anatómicas y estudios usando el método de Nissl, también se transfirieron a las imágenes de resonancia magnética correspondientes, donde el cerebro todavía estaba en general, no cortado.


Atlas del cerebro humano.Ilustración: Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro

En la nueva corteza (neocorteza), los investigadores delimitaron áreas separadas: surcos, convoluciones y campos de Broadman modificadospara combinar parcelaciones anatómicas macroscópicas y parcelas quimioarquitectónicas microscópicas en una sola estructura.

Para crear una ontología completa del cerebro y distinguir con precisión las regiones individuales en secciones transversales, los científicos del Instituto Allen tuvieron que desarrollar un nuevo escáner capaz de escanear con resolución del micrómetro secciones delgadas del tejido del tamaño de un hemisferio completo del cerebro.

Los científicos han hecho un gran trabajo. El atlas del cerebro de la mujer creado por ellas es tan detallado que permite determinar con bastante precisión las áreas estructurales correspondientes en el cerebro de otras personas según la resonancia magnética.

Un atlas digital interactivo del cerebro, compilado en el Instituto Allen de Neurociencia, está disponible gratuitamente para la comunidad científica de todo el mundo. En el sitio, se integra con atlas de expresión génica existentes compilados en el mismo instituto.

El atlas digital en su formato es muy diferente de los atlas clásicos. El formato interactivo le permite "viajar" a través del cerebro, cambiar la escala de macroscópica a microscópica, desde partes enteras del cerebro hasta neuronas específicas. Al mismo tiempo, el atlas contiene información absolutamente precisa de artículos científicos que han sido revisados.


El Instituto Allen de Neurociencia es una institución de investigación privada fundada por Paul Allen, uno de los fundadores de Microsoft. El filántropo ha invertido más de medio billón de dólares en un proyecto científico para compilar un atlas del cerebro humano. Este proyecto se llama Medical Manhattan Project .

El Medical Manhattan Project debería ayudar a comprender cómo se produce el proceso de pensamiento de una persona: "Como ex programador, estoy muy interesado en cómo funciona el cerebro humano, cómo se procesa la información", dijo Allen en una entrevista. - Incluso después de profundizar un poco más en la neurología, comienzas a comprender que todo está interconectado. Es decir, el cerebro está tratando de usar todo lo posible: visión, audición, experiencia pasada. El cerebro utiliza todo esto para calcular qué debe hacer el animal (ya sea un ratón o un humano) ”.

Idealmente, el atlas del cerebro humano ayudará a comprender lo más importante: qué es la conciencia.


Se publica un artículo científico en la revista Journal of Comparative Neurology (doi: 10.1002 / cne.24080). En realidad, el atlas de 350 páginas ocupó todo el número de esta revista.

Source: https://habr.com/ru/post/es397783/