科學雜誌介紹了EBRAINS人腦圖譜的核心

2021-01-08 生物幫

地圖集的特徵是接近250個結構不同的區域，每個區域均基於10個大腦的分析。超過24000個極薄的大腦區域被數位化，以3D形式組裝並由專家進行製圖。作為歐洲人腦項目新的EBRAINS基礎設施的一部分，地圖集充當了以空間精確的方式連結有關大腦的不同信息的界面。由Katrin Amunts教授領導的德國研究人員現已在著名的《科學》雜誌上發表了新的大腦圖集。

在顯微鏡下，可以看到人腦的結構不是統一的，而是分為明顯可區分的區域。它們在神經細胞的分布和密度以及功能上有所不同。藉助Julich-Brain，由Katrin Amunts領導的研究人員現在可以展示最全面的蜂窩架構數字地圖，並通過EBRAINS研究基礎架構在全球範圍內使用。

「一方面，數字大腦圖譜將有助於更準確地解釋神經影像研究的結果，例如對患者的影像。」德國朱利希研究中心主任，杜塞道夫大學教授Katrin Amunts說。「另一方面，它正成為一種大腦'Google Earth'的基礎-因為細胞水平是連結大腦非常不同方面的數據的最佳接口。

大腦的Google地球

通過這種方式，研究人員為人類腦計劃(HBP)做出了重大貢獻，歐洲委員會剛剛為此批准了1.5億歐元，直到2023年。「與該計劃的許多合作夥伴一起，我們將EBRAINS打造為一個新穎的高科學研究的高科技研究基礎設施。」兼項目科學研究主任Amunts說道。

3D圖集已經進行了超過25年的研究。數十年來，數十位專家使用圖像分析和數學算法來評估組織切片並確定大腦區域之間的邊界，這些區域合起來總長近2000米。

地區差異

地圖顯示，不同大腦之間的區域有所不同，例如，在大小和位置方面。因此，Julich-Brain將各個區域的位置和形狀顯示為「概率圖」。研究人員發現，布羅卡地區與語言有關的差異特別大。相反，主要視覺區域顯得更為均勻。

作為EBRAINS的一部分，Julich Brain Atlas是將結構和功能整合在一起的起點。該地圖集已經在幫助連結有關基因表達，連接性和功能活動的數據，例如，以更好地了解大腦功能和疾病機制。「 EBRAINS還使我們能夠使用地圖進行仿真或應用人工智慧來探索大腦區域之間的分工。由此產生的大量數據是使用EBRAINS計算平臺進行處理的。」計算能力來自新的歐洲超級計算網絡FENIX，該網絡由五個領先的高性能計算中心組成，其中包括Julich超級計算中心(JSC)。

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