腦神經科學家繪製出迄今為止最詳細的大腦區域地圖

2021-01-21 IEEE電氣電子工程師



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近日,神經科學家們繪製了一個類似的大腦皮層地圖——將每個腦半球區域的山-谷型的褶皺通過180個獨立的模型表示出來。其中97個區域此前從來沒有被描繪過,它們彼此在結構、功能和連接方式上顯示出明顯差異。

 

據悉,地圖上的每個離散區域都包含具有在結構、功能和連接方式上相似的細胞。但是這些區域彼此之間又不盡相同,就像不同的國家之間有著明確的邊界和獨特的文化。神經科學家們一直都在試圖將大腦分割成更小的塊以便更好地理解它是如何工作的。此前最著名的大腦地圖之一也僅僅是基於組織中細胞的排列方式將大腦皮層分成52個區域。

 

為了構建地圖,由華盛頓大學醫學院神經科學家Mathew Glasser領導的團隊使用了從 210 位健康年輕人那裡收集而來的成像數據,這些人參加了人腦連接組項目(Human ConnectomeProject),此項目是美國政府資助的旨在繪製大腦結構和功能連接。需要測量的信息包括皮層厚度的測量,大腦功能,不同腦區的連接,大腦組織中細胞的形態學結構,髓磷脂水平。

 

Glasser 在大腦皮層中尋找有兩種以上特性發生改變的區域,並利用這些在地圖上勾畫出邊界。技術手段確認了以前報導過的83個腦區是存在的,並發現了97個新的腦區。通過在另外210個人中尋找這些腦區,科學家測驗了他們的地圖。他們發現,地圖是精確的,但是,不同個體的相應腦區的大小是變化不定的。這些差異可能為認知能力和疾病風險等方面的個體差異提供新的洞見。

 

但是,從某些重要方面來看,大腦地圖是有局限性的。關於大腦的生物化學基礎——或者關於單個神經元或一小群神經元的活動,它只揭示了很少信息。這張圖或可被當作版本 1.0,這不意味著它是最終版本,但是它是迄今為止我們得到的最好的腦圖。




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