211service.com
Detalizēts cilvēka smadzeņu trīsdimensiju atlants
Jauns resurss ļaus zinātniekiem izpētīt vienas smadzeņu anatomiju trīs dimensijās daudz detalizētāk nekā iepriekš, un tā veidotāji cer, ka tas palīdzēs noteikt smadzeņu darbību cilvēkiem. Resurss, kas nodēvēts par BigBrain, tika izveidots kā daļa no Eiropas Cilvēka smadzeņu projekts un ir brīvi pieejams tiešsaistē lai zinātnieki varētu izmantot.
Savienojumu veidošana: Šī neirona trīsdimensiju modeļa izvirzījumi ir presinaptiski termināli – punkti, kuros šūna veidos savienojumus ar citiem neironiem.
BigBrain pētnieki Katrīna Amunta vadībā Jūlihas pētniecības centrā un Diseldorfas Heinriha Heines universitātē Vācijā, izmantojot MRI, attēloja veselīgas mirušas 65 gadus vecas sievietes smadzenes, pēc tam smadzenes ievietoja parafīna vaskā un sagrieza. 7400 šķēlēs, katra tikai 20 mikrometrus bieza. Katra šķēle tika uzstādīta uz priekšmetstikliņa un digitāli attēlota, izmantojot plakanvirsmas skeneri.
Alans Evanss , profesors Monreālas Neiroloģijas institūtā Makgila Universitātē Monreālā, Kanādā, un vecākais autors dokumentam, kas ziņo par rezultātiem žurnālā. Zinātne , stāsta, ka pēc tam viņa komanda uzņēmās tehnisko izaicinājumu, mēģinot savienot 7500 Sarana loksnes trīsdimensiju objektā, izmantojot digitālo attēlu apstrādi. Daudzām šķēlītēm bija nelieli plīsumi, plīsumi un kropļojumi, tāpēc komanda manuāli rediģēja attēlus, lai novērstu galvenās bojājumu pazīmes, un pēc tam izmantoja automatizētu programmu nelieliem labojumiem. Vadoties pēc iepriekš uzņemtiem MRI attēliem un attiecībām starp blakus esošajām sadaļām, viņi pēc tam izlīdzināja sadaļas, lai izveidotu nepārtrauktu 3-D objektu, kas attēlo apmēram terabaitu datu.
Sagriezts: Pētnieki izmantoja instrumentu, ko sauc par mikrotomu, lai sagrieztu smadzenes 20 mikrometru biezās šķēlēs.
Evans saka, ka esošos cilvēka smadzeņu anatomijas trīsdimensiju atlantus parasti ierobežo MRI attēlu izšķirtspēja - apmēram milimetrs. Turpretim BigBrain atlants ļauj tuvināt līdz aptuveni 20 mikrometriem katrā dimensijā. Ar to nepietiek, lai analizētu atsevišķas smadzeņu šūnas, bet tas ļauj atšķirt, kā smadzenēs ir sakārtoti šūnu slāņi.
Džošua Saness, Hārvardas universitātes neirozinātnieks saka, ka projekts ir viens solis ceļā uz neirozinātnieku vēlmi aplūkot cilvēka smadzenes ar tādu šūnu izšķirtspēju, ar kādu mēs varam aplūkot peles vai mušu smadzenes. Bet, lai gan atlants ir tehnisks sasniegums, kas sniedz nebijušu priekšstatu par visu smadzeņu anatomiju, tas nevar atbildēt uz jautājumiem par smadzeņu darbību vai funkciju, vai par smadzeņu šūnu savienojumiem. Atlass arī attēlo tikai vienas smadzenes, tāpēc tas nefiksē smadzeņu mainīgumu.
Bet Evans saka, ka tas var būt svarīgs resurss turpmākajiem pētījumiem. Viņš saka, ka viens no lielākajiem mērķiem vairākām smadzeņu iniciatīvām visā pasaulē, tostarp Eiropas projektam un topošajai BRAIN iniciatīvai ASV (sk. Brain Activity Map ) ir integrēt dažāda veida datus par smadzeņu struktūru un darbību un izveidot smadzeņu skaitļošanas modeļi, lai pētītu tādus procesus kā bērnības attīstība vai neiroloģiskās slimības. Evans saka, ka šāds darbs ir atkarīgs no skaidra priekšstata par smadzeņu anatomiju kā atsauci, un BigBrain var kalpot kā platforma, kurā var kartēt citu informāciju. Tas ir mātes kuģis, viņš saka.
Pētnieki plāno vadīt pētījumus, integrējot BigBrain ar cita veida datiem, pārbaudot tādus jautājumus kā gēnu ekspresija un neirotransmiteri izplatība smadzenēs. Viņi cer atkārtot šo darbu citās smadzenēs, lai sāktu aplūkot, kā atšķiras to struktūras.