211service.com
Szczegółowy trójwymiarowy atlas ludzkiego mózgu
Nowe zasoby pozwolą naukowcom zbadać anatomię pojedynczego mózgu w trzech wymiarach znacznie bardziej szczegółowo niż wcześniej, co, jak mają nadzieję jego twórcy, pokieruje poszukiwaniami mapowania aktywności mózgu u ludzi. Zasób, nazwany BigBrain, powstał w ramach European Projekt ludzkiego mózgu i jest swobodnie dostępne online dla naukowców.
Tworzyć połączenia: Wypukłości na tym trójwymiarowym modelu neuronu są zakończeniami presynaptycznymi – punktami, w których komórka będzie tworzyć połączenia z innymi neuronami.
Naukowcy stojący za BigBrain, kierowani przez Katrin Amunts z Centrum Badawczego Jülich i Heinrich Heine University Düsseldorf w Niemczech, wykonali obraz mózgu zdrowej zmarłej 65-letniej kobiety za pomocą rezonansu magnetycznego, a następnie umieścili mózg w wosku parafinowym i nacięli go. na 7400 plastrów o grubości zaledwie 20 mikrometrów. Każdy plaster został umieszczony na szkiełku i cyfrowo zobrazowany za pomocą płaskiego skanera.
Alana Evansa , profesor w Montrealu Neurological Institute na McGill University w Montrealu w Kanadzie i starszy autor artykułu, który przedstawia wyniki w czasopiśmie Nauka , mówi, że jego zespół podjął następnie wyzwanie techniczne polegające na zszyciu razem 7500 arkuszy folii Saran w trójwymiarowy obiekt za pomocą cyfrowego przetwarzania obrazu. Wiele plasterków miało małe rozdarcia, rozdarcia i zniekształcenia, więc zespół ręcznie edytował obrazy, aby naprawić poważne oznaki uszkodzenia, a następnie wykorzystał zautomatyzowany program do drobnych poprawek. Kierując się wcześniej wykonanymi obrazami MRI i relacjami między sąsiednimi sekcjami, ułożyli następnie sekcje, aby utworzyć ciągły obiekt 3D reprezentujący około terabajta danych.
Pokrojone: Naukowcy wykorzystali narzędzie zwane mikrotomem, aby pociąć mózg na plastry o grubości 20 mikrometrów.
Evans mówi, że istniejące trójwymiarowe atlasy anatomii ludzkiego mózgu są zwykle ograniczone rozdzielczością obrazów MRI – około milimetra. Natomiast atlas BigBrain umożliwia powiększenie do około 20 mikrometrów w każdym wymiarze. To nie wystarczy do analizy poszczególnych komórek mózgowych, ale pozwala rozróżnić, jak zorganizowane są warstwy komórek w mózgu.
Joshua Sanes, neurobiolog z Uniwersytetu Harvarda mówi, że projekt stanowi jeden krok w kierunku urzeczywistnienia aspiracji neuronaukowców polegających na patrzeniu na ludzki mózg z taką rozdzielczością komórkową, z jaką możemy patrzeć na mózgi myszy lub muchy. Ale chociaż atlas jest osiągnięciem technicznym, które daje bezprecedensowy obraz anatomii całego mózgu, nie może odpowiedzieć na pytania dotyczące aktywności lub funkcji mózgu ani połączeń między komórkami mózgowymi. Atlas reprezentuje również tylko jeden mózg, więc nie wychwytuje zmienności między mózgami.
Ale Evans twierdzi, że może to być ważne źródło przyszłych badań. Jednym z większych celów kilku inicjatyw dotyczących mózgu na całym świecie — w tym projektu europejskiego i rodzącej się inicjatywy BRAIN w USA (patrz Mapa aktywności mózgu) — jest integracja różnych rodzajów danych dotyczących struktury i funkcji mózgu, a także stworzenie modele obliczeniowe mózgu do badania procesów, takich jak rozwój dziecięcy czy choroby neurologiczne. Evans mówi, że taka praca zależy od posiadania jasnego obrazu anatomii mózgu jako odniesienia, a BigBrain może służyć jako platforma, na której można mapować inne informacje. To statek-matka, mówi.
Naukowcy planują prowadzić badania integrujące BigBrain z innymi rodzajami danych, badając pytania, takie jak ekspresja genów i rozmieszczenie neuroprzekaźników w mózgu. Mają nadzieję, że powtórzą tę pracę w innych mózgach, aby zacząć przyglądać się, jak różnią się ich struktury.