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Die Karte des menschlichen Gehirns wird endlich nützlicher
Das menschliche Gehirn ist heute dank neuer Karten von Neurowissenschaftlern der Washington University Medical School ein bisschen weniger mysteriös. Sie identifizierten nicht nur mehr Gehirnregionen als frühere Karten, sondern erstellten auch ein maschinelles Lernprogramm, um eine neue Karte für jedes Gehirn neu zu erstellen, das Wissenschaftlern und Ärzten helfen wird, individuelle Unterschiede in der Gehirnstruktur und -krankheit zu untersuchen, und hoffentlich führen wird zu neuen Wegen zur Diagnose von Hirnerkrankungen.
Die neue Karte der äußersten zerknitterten Schicht des Gehirns, genannt Großhirnrinde, wurde in veröffentlicht Natur heute. David Van Essen, der führende Kartograph, nennt es eine wegweisende Studie für die Menschliches Connectome-Projekt , die er leitet.
Die neue Karte des menschlichen Gehirns hat 180 Regionen sowohl auf der linken als auch auf der rechten Hälfte.
Der Forscher Matthew Glasser sagt, dass diese Karte im Gegensatz zu vielen früheren Studien mehrere Merkmale des Gehirns gleichzeitig berücksichtigt, um seine Grenzen zu markieren. Einige Neurowissenschaftler definieren Gehirnregionen immer noch auf der Grundlage einer historischen Karte namens Brodmann-Areale, die 1909 veröffentlicht wurde. Diese Karte teilte jede Hälfte des Gehirns in 52 Regionen ein. Jede Hemisphäre auf der neuen Karte hat 180 Regionen.
Glasser definierte diese Regionen, indem er nach Orten suchte, an denen sich mehrere Merkmale – wie die Dicke des Kortex, seine Funktion oder seine Verbindung zu anderen Regionen – gemeinsam änderten. Nachdem die Karte auf einen Satz Gehirne gezeichnet worden war, entwickelten die Forscher einen Algorithmus, um die Regionen in einem neuen Satz Gehirne zu erkennen, deren Größe und Grenzen von Person zu Person variieren. Es ist nicht nur eine Karte, auf die sich die Leute beziehen können, sagt Glasser. Sie können tatsächlich die Bereiche in den Personen finden, die jemand studiert.
Dani Bassett, eine Neurowissenschaftlerin an der University of Pennsylvania, die nicht an der Studie beteiligt war, sagt, dass die Verwendung dieser Karte zum besseren Verständnis individueller Unterschiede für sie der aufregendste Teil ist. Sie bemerkte auch, dass es wichtig ist, Gehirnregionen sowohl auf der Grundlage der Anatomie als auch der Funktion zu definieren, nicht auf der einen oder anderen. Es befasste sich mit einer seit langem sehr umstrittenen Frage, und sie tun dies in einem schönen, datengesteuerten Ansatz, sagt sie.
Die Forscher verwendeten einen MRT-Scanner, um die Gehirnaktivität zu beobachten, während die Teilnehmer Geschichten hörten. Rot und Gelb zeigen Aktivierungsregionen an.
Van Essen merkt auch an, dass ein Hauptziel dieser Karte darin besteht, zur Vereinheitlichung der Neurowissenschaften beizutragen, indem ein Rahmen für Hirnbildgebungsstudien bereitgestellt wird, die leichter vergleichbar und reproduzierbar sind, was angesichts der jüngsten Kontroversen ein besonders hervorstechender Punkt ist die Gültigkeit von Tausenden von Bildgebungsstudien des Gehirns in Frage stellen .
Duan Xu, ein Forscher an der University of California, San Francisco, der nicht an der Studie beteiligt war, sagt, es sei großartig zu sehen, dass das Human Connectome Project einige dieser hochwertigen Untersuchungen des Kortex liefert. Der 40 Millionen US-Dollar unternehmen die National Institutes of Health 2010 begannen sie, das detaillierteste Schaltbild oder Konnektom des menschlichen Gehirns zu erstellen.
Diese Karte könnte Wissenschaftlern und Ärzten helfen, bessere Wege zur Diagnose von Gehirnerkrankungen zu schaffen, obwohl noch abzuwarten ist, wie sie genau verwendet wird. Ich bin Optimist, sagt Xu. Ich denke, in ein paar Jahren sollten wir in der Lage sein, dies im klinischen Umfeld zu tun.