पहले 1 माइक्रोन / पिक्सेल के सेल रिज़ॉल्यूशन के साथ मानव मस्तिष्क के एक पूर्ण एटलस को संकलित किया

मानव मस्तिष्क के एटलस से कई चित्र। चित्र: मस्तिष्क विज्ञान के लिए एलन इंस्टीट्यूट

मानव मस्तिष्क की विस्तृत संरचनात्मक संरचना को जानना, इसकी कार्यक्षमता को समझना महत्वपूर्ण है। मौजूदा संदर्भ atlases उच्च गुणवत्ता के नहीं हैं: उनके पास अपेक्षाकृत कम रिज़ॉल्यूशन है या अपूर्ण हैं, या संरचना एनोटेशन की कमी है। एक लंबे समय के लिए, मानव मस्तिष्क के एटलस कीड़े, मक्खियों और गुणवत्ता, स्थानिक संकल्प और पूर्णता में चूहों के मस्तिष्क के एटलस से नीच थे। यह मानव मस्तिष्क के विशाल आकार और जटिलता के कारण तकनीकी सीमाओं के कारण है। कहने की जरूरत नहीं है, अगर सौ साल पहले के परमाणु अब भी अक्सर चिकित्सा में उपयोग किए जाते हैं।

यह अच्छा है कि माइक्रोसॉफ्ट के सह-संस्थापक पॉल एलन जैसे संरक्षक दुनिया में बने हुए हैं। मानव मस्तिष्क अनुसंधान परियोजना में निवेश किए गए आधा बिलियन डॉलर के परिणाम मिले हैं।

एलन इंस्टीट्यूट फॉर न्यूरोसाइंस (एलन इंस्टीट्यूट फॉर ब्रेन साइंस) के वैज्ञानिकों ने एक बड़ा वैज्ञानिक अंतर भरा - और मानव मस्तिष्क के आज तक के सबसे पूर्ण और विस्तृत डिजिटल एटलस को तैयार किया । यह न्यूरोइमेजिंग, उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाली हिस्टोलॉजिकल परीक्षा और एक 34 वर्षीय महिला के मस्तिष्क की रसायन विज्ञान द्वारा संकलित किया गया था (जैसा कि आप जानते हैं, एक महिला का मस्तिष्क संरचनात्मक और कार्यात्मक रूप से किसी व्यक्ति से अलग नहीं है)।

एटलस को संकलित करने के लिए, हमें चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग, डिफ्यूजन-वेटेड इमेजिंग (प्रसार एमआरआई) और 1356 बड़ी एनाटोमिकल प्लेटों का उपयोग इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री (आईएचसी) के लिए सेरेब्रल गोलार्द्ध के आकार और सेल रिज़ॉल्यूशन के साथ निस्ल विधि का उपयोग करके अध्ययन करना था, अर्थात 1 माइक्रोन / पिक्सेल।

इस साल की शुरुआत में, ह्यूमन कनेक्टोम प्रोजेक्ट के शोधकर्ताओं ने मानव मस्तिष्क के एक एटलस के निर्माण की घोषणा की । उन्होंने 210 वयस्कों में एमआरआई द्वारा प्राप्त छवियों को संकलित किया। लेकिन इस तरह की तस्वीर की तुलना सेलुलर स्तर पर एक महिला के विस्तृत एटलस से भी नहीं की जा सकती है, जिसे एलन इंस्टीट्यूट फॉर न्यूरोसाइंस में संकलित किया गया था।

"यह अब तक का सबसे संरचना की दृष्टि से पूरा एटलस है, और हमें आशा है कि यह विभिन्न वैज्ञानिक विषयों में मानव मस्तिष्क के लिए एक संदर्भ गाइड के रूप में काम करेगा" - वे कहते हैंएड लेइन, पीएचडी। और एलन इंस्टीट्यूट फॉर न्यूरोसाइंस के शोधकर्ता। भविष्य में, यह एटलस मानव मस्तिष्क के अन्य मानचित्रों को ओवरले करने के लिए एक बुनियादी संदर्भ के रूप में उपयोगी होगा, जिसमें मस्तिष्क के सेलुलर संरचना के कार्यात्मक नक्शे या नक्शे शामिल हैं। यह कई वैज्ञानिक अध्ययनों को एकीकृत करने, मानव मस्तिष्क पर विभिन्न प्रकार के डेटा के संयोजन के लिए एक प्रकार का एकल ढांचा है।

एटलस में 862 मस्तिष्क संरचनाओं की पूरी तरह से एनोटेट छवियां शामिल हैं, जिसमें सफेद पदार्थ में 117 ट्रैक्ट (तंत्रिका पथ) और कई नए साइटो और कीमोआर्किटेक्टुरली पृथक संरचनाएं शामिल हैं। ये एनोटेशन, एनाटोमिकल प्लेट्स और निस्ल विधि का उपयोग करके प्राप्त किए गए अध्ययनों को भी संबंधित एमआरआई छवियों में स्थानांतरित किया गया था, जहां मस्तिष्क अभी भी सामान्य था, कट नहीं था।


मानव मस्तिष्क के एटलस।चित्रण: एलन इंस्टीट्यूट फॉर ब्रेन साइंस

नए कॉर्टेक्स (नियोकोर्टेक्स) में, शोधकर्ताओं ने अलग-अलग क्षेत्रों को सीमांकित किया:मैक्रोस्कोपिक एनाटॉमिक पारसेलेशन और माइक्रोस्कोपिक केमोनोक्रिटिकल पार्सल को एक ही संरचना में संयोजित करने के लिएग्रूव्स, संकल्प और संशोधित ब्रॉडमैन फ़ील्ड ।

मस्तिष्क की एक पूरी ऑन्कोलॉजी बनाने और क्रॉस सेक्शन में अलग-अलग क्षेत्रों को सटीक रूप से अलग करने के लिए, एलन इंस्टीट्यूट के वैज्ञानिकों को मस्तिष्क के एक पूर्ण गोलार्ध के आकार के ऊतक के माइक्रोमीटर रिज़ॉल्यूशन पतले वर्गों के साथ स्कैन करने में सक्षम एक नया स्कैनर विकसित करना था।

वैज्ञानिकों ने बहुत अच्छा काम किया है। उनके द्वारा बनाई गई महिला के मस्तिष्क का एटलस इतना विस्तृत है कि यह एमआरआई के अनुसार अन्य लोगों के मस्तिष्क में संबंधित संरचनात्मक क्षेत्रों को सटीक रूप से निर्धारित करने की अनुमति देता है।

मस्तिष्क के एक इंटरैक्टिव डिजिटल एटलस, जिसे एलन इंस्टीट्यूट फॉर न्यूरोसाइंस के लिए संकलित किया गया है, दुनिया भर के वैज्ञानिक समुदाय के लिए स्वतंत्र रूप से उपलब्ध है। साइट पर, यह एक ही संस्थान में संकलित मौजूदा जीन अभिव्यक्ति के साथ एकीकृत है।

अपने स्वरूप में डिजिटल एटलस क्लासिक एटलस से बहुत अलग है। संवादात्मक प्रारूप आपको मस्तिष्क के माध्यम से "यात्रा" करने की अनुमति देता है, मैक्रोस्कोपिक से सूक्ष्म में पैमाने पर परिवर्तन करता है - मस्तिष्क के पूरे हिस्सों से विशिष्ट न्यूरॉन्स तक। इसी समय, एटलस में वैज्ञानिक पत्रों से बिल्कुल सटीक जानकारी होती है जिनकी समीक्षा की गई है।


एलन इंस्टीट्यूट ऑफ न्यूरोसाइंस एक निजी शोध संस्थान है जिसकी स्थापना माइक्रोसॉफ्ट के संस्थापकों में से एक पॉल एलन ने की थी। परोपकारी व्यक्ति ने मानव मस्तिष्क के एटलस को संकलित करने के लिए एक वैज्ञानिक परियोजना में आधा बिलियन डॉलर से अधिक का निवेश किया है। इस प्रोजेक्ट को मेडिकल मैनहट्टन प्रोजेक्ट कहा जाता है ।

मेडिकल मैनहट्टन प्रोजेक्ट को यह समझने में मदद करनी चाहिए कि किसी व्यक्ति की विचार प्रक्रिया कैसे होती है: "एक पूर्व प्रोग्रामर के रूप में, मैं बहुत दिलचस्पी रखता हूं कि मानव मस्तिष्क कैसे काम करता है, वास्तव में जानकारी कैसे संसाधित होती है," एलन ने एक साक्षात्कार में कहा। - न्यूरोलॉजी में थोड़ा गहराई में जाने के बाद भी, आप यह समझने लगते हैं कि सब कुछ आपस में जुड़ा हुआ है। यही है, मस्तिष्क हर चीज का उपयोग करने की कोशिश कर रहा है जो संभव है: दृष्टि, श्रवण, अतीत का अनुभव। यह सब मस्तिष्क द्वारा गणना करने के लिए किया जाता है कि जानवर (चाहे वह एक माउस या मानव हो) को आगे क्या करना चाहिए। "

आदर्श रूप से, मानव मस्तिष्क के एटलस सबसे महत्वपूर्ण बात को समझने में मदद करेंगे - चेतना क्या है।


जर्नल ऑफ कम्पेरेटिव न्यूरोलॉजी (doi: 10.1002 / cne.24080) जर्नल में एक वैज्ञानिक लेख प्रकाशित हुआ है । दरअसल, 350 पृष्ठों के एटलस ने इस पत्रिका के पूरे मुद्दे पर कब्जा कर लिया।

Source: https://habr.com/ru/post/hi397783/