Den Kern des Gehirns finden

Das ikonische Bild des Gehirns ist ein unförmiger, gelblicher Klumpen. Die vorhandene Technologie kann zeigen, welche Teile des Klumpens beim Denken aufleuchten, aber ein wirkliches Verständnis der Funktionsweise des Gehirns erfordert ein besseres Bild der Nervenfasern, die elektrische Signale zwischen den Gehirnzellen übertragen. Diese Fasern sind jedoch so klein und verheddert, dass Forscher sie nicht klar sehen konnten.

Diffusionsspektrum-Bild des menschlichen Kortex.

Nun hat ein internationales Wissenschaftlerteam eine neue Variante der Magnetresonanztomographie mit mathematischer Analyse kombiniert, um die erste detaillierte Karte des Netzwerks von Verbindungen im menschlichen Kortex, dem Teil des Gehirns, der für das Denken höherer Ordnung verantwortlich ist, zu erstellen.

Diese Geschichte war Teil unserer Ausgabe vom September 2008

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Die Diffusionsspektrum-Bildgebung – die Wassermoleküle verfolgt, die sich entlang von Nervenfasern bewegen – gab den Wissenschaftlern eine Verdrahtungskarte des Kortex, die Punkte aufdeckte, an denen mehrere Nervenfasern zusammenliefen. Die Wissenschaftler verwendeten dann eine mathematische Technik, um die Verbindungspunkte mit den wenigsten Verbindungen immer wieder wegzuschneiden. Wenn Sie dies schrittweise tun, bleiben am Ende eine Reihe von Knoten übrig, die stark miteinander verbunden sind, sagt Olaf Sporns, Forscher der Indiana University, der die Analyse durchgeführt hat.

Der am höchsten verbundene Knoten befindet sich am Hinterkopf und liegt auf dem kürzesten Weg zwischen vielen verschiedenen Teilen des neuronalen Netzes. Es hat nicht nur viele interne Verbindungen, sagt Sporns, sondern ist auch in Bezug auf den Rest des Gehirns sehr zentral.

Mit dem bildgebenden Verfahren wollen die Forscher Erkrankungen wie Schizophrenie, Autismus und Alzheimer untersuchen, die alle mit Störungen der Hirnarchitektur in Verbindung gebracht werden. Wir würden gerne wissen, wo die Störungen liegen und ob wir anhand der Konnektivität etwas über den klinischen Zustand verstehen können, sagt Sporns

Das Netzwerk der Verbindungen im Kortex.
Bildnachweis: Von J. Wedeen, Patric Hagmann, Olaf Sporns

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