首先编写了完整的人类大脑图集，其细胞分辨率为1μm/像素

来自人脑图谱的几幅图像。图片：艾伦脑科学研究所

了解人脑的详细解剖结构对于理解其功能至关重要。现有的参考图集质量不高：它们的分辨率相对较低，不完整或缺少结构注释。长期以来，人脑的图集在质量，空间分辨率和完整性方面均不如蠕虫，果蝇和小鼠的脑图集。这是由于人脑的巨大尺寸和复杂性导致的技术限制。不用说，如果一百年前的地图集仍经常用于医学领域。

微软联合创始人保罗·艾伦（Paul Allen）这样的支持者仍然留在世界上很好。在人类大脑研究项目上投资的十亿美元已经产生了成果。

艾伦神经科学研究所（艾伦脑科学研究所）的科学家填补了巨大的科学空白，并编写了迄今为止最完整，最详尽的人类大脑数字地图集。它是通过神经影像学，高分辨率组织学检查和一名34岁女性的大脑化学结构（如您所知，女性的大脑在结构和功能上与男性的大脑）上进行编译的。

为了编辑图集，我们必须使用磁共振成像，扩散加权成像（扩散MRI）和1356个大脑半球大小的大解剖板进行免疫组织化学（IHC），并使用Nissl方法进行细胞分辨率即1μm/像素的研究。

今年早些时候，“ 人类连接组计划”的研究人员宣布创建人脑图谱。他们编辑了210位成年人的MRI图像。但是，这样的照片甚至无法与一位女性在细胞水平上的详细地图集相提并论，后者是由艾伦神经科学研究所编写的。

“这是最完整的结构图册到今天为止，我们希望它将作为在各种科学学科人类大脑的参考指南，” - 他说：Ed Lein博士，艾伦神经科学研究所研究员。将来，此地图集将用作覆盖人脑其他图（包括功能图或大脑细胞组成图）的基本参考。这是一种用于整合许多科学研究的单一框架，它结合了人类大脑上不同类型的数据。

该地图集包括862个大脑结构的完整注释图像，包括白质中的117道（神经路径）以及一些新的细胞和化学结构分离的结构。这些从解剖板获得的注释以及使用Nissl方法进行的研究也被转移到相应的MRI图像上，在该图像中，大脑通常仍然没有切开。


人脑图谱。插图：艾伦脑科学研究

所在新的皮层（新皮层）中，研究人员划定了不同的区域：凹槽，褶皱和改良的 Broadman场，以便将宏观的解剖包裹和微观的化学构造包裹统一为一个结构。

为了创建完整的大脑本体并精确区分横截面中的各个区域，艾伦研究所的科学家不得不开发一种新型扫描仪，该扫描仪能够以微米级分辨率扫描整个大脑半球大小的薄组织切片。

科学家们做得很好。由他们创建的女性大脑图谱是如此详尽，以至于可以根据MRI相当准确地确定他人大脑中的相应结构区域。

由艾伦神经科学研究所（Allen Neuroscience）编写的交互式大脑数字地图集可免费提供给世界各地的科学界。在现场，它与在同一研究所编辑的现有基因表达图谱整合在一起。

数字地图集在格式上与经典地图集有很大不同。交互式格式使您可以“穿越”大脑，将范围从宏观更改为微观-从大脑的整个部分到特定的神经元。同时，地图集包含来自已审查的科学论文的绝对准确的信息。


艾伦神经科学研究所是由微软的创始人之一保罗·艾伦（Paul Allen）创立的一家私人研究机构。这位慈善家已在一项科学项目上投资了超过10亿美元，用于编译人脑图集。该项目称为“曼哈顿医疗项目”。

艾伦在接受采访时说，“医疗曼哈顿计划”应该有助于理解人们的思维过程是如何发生的：“作为一名前程序员，我对人脑的工作方式，信息的实际处理方式非常感兴趣”。 -即使深入神经病学，您也开始了解到一切都是相互联系的。也就是说，大脑正在尝试利用一切可能的东西：视觉，听觉，过去的经验。大脑将所有这些用于计算动物（无论是老鼠还是人）应该做的进一步工作。”

理想情况下，人脑图谱将有助于理解最重要的东西-什么是意识。


一篇科学文章发表在《比较神经病学杂志》上（doi：10.1002 / cne.24080）。实际上，这本长达350页的地图集占据了该杂志的整期内容。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN397783/