Egy amerikai kutatócsoport 180 különálló régióra térképezte fel az agykérget. a shutterstock.com webhelyről Pankaj Sah, A Queenslandi Egyetem

Nagy hír az idegtudomány számára, egy amerikai kutatócsoport nemrég feltérképezte az emberi agy külső rétegét, az agykérget180 különböző régióra.

Képadatok felhasználásával a Human Connectome projekt – az Egyesült Államok kormánya által vezetett kezdeményezés az agy szerkezeti és funkcionális kapcsolatainak feltérképezésére – idegtudósok 210 egészséges fiatal felnőtt agyát elemezték. Az eredmény egy modern atlasz az emberi agyról, amelynek 97 területét korábban soha nem írták le.

Az agykéreg az a ráncos külső réteg, amely az agy jellegzetes ráncos megjelenését adja. Bal és jobb féltekére oszlik.

Az elsődleges szomatoszenzoros kéreg a tapintásunkért felelős fő terület. Wikimedia Commons/BodyParts3D – módosított, CC BY-SA

Tudjuk, hogy a kéreg bizonyos régiói különböző szerepekért felelősek. Az elsődleges szomatoszenzoros kéreg, amely az agy közepe felé függőleges barázdában helyezkedik el, például a tapintásunkért felelős fő terület.

A legtöbb, amit az agy részletes felépítésével kapcsolatban megértünk, rágcsálóvizsgálatokból származik. Míg a patkányok, egerek és főemlősök (mi) agyának szerkezete többnyire hasonló, határozott különbségek vannak.

A rágcsálókkal ellentétben az embereknek nagy prefrontális kéregük van, ez a terület felelős a magasabb szintű végrehajtó funkciókért, például a döntéshozatalért. A nyelven keresztül is kommunikálunk, és mint ilyenek, speciális feldolgozási területekkel rendelkezünk, amelyek mind a beszéd létrehozásáért, mind annak megértéséért felelősek.

A frenológia azt állította, hogy a személyiségjegyek az agy bizonyos részein helyezkednek el. Wikimedia Commons

A technikák fejlesztése, beleértve funkcionális mágneses rezonancia képalkotás (fMRI) – amelyek a véráramlás változásainak észlelésével mérik az agyi aktivitást – lehetővé tették számunkra, hogy az élő agyat valós időben, példátlan részletességgel leképezzük.

Az ősrégi idegtudományi cél

Az agy feltérképezése évszázadok óta cél volt, egészen a 19. századi frenológia áltudományos diszciplínájáig, amely azt feltételezte, hogy a személyiségjegyek az agy meghatározott részein helyezkednek el.

A támogatók megmérnék a koponyát egy megfelelő agyterületen, hogy megállapítsák például, mennyire volt lelkiismeretes, jóindulatú vagy harcias egy személy.

Több mint egy évszázaddal ezelőtt Korbinian Brodmann német anatómus az agyat meghatározott területekre sorolta az egyes régiókban lévő sejtek szerkezete és szerveződése alapján. Eddig ez volt a Brodmann-területekként ismert agyi régiók széles körben elfogadott térképe.

Az új tanulmányban a kutatók különböző MRI-képek kombinációját használták fel a szerkezetükben és funkciójukban eltérő agyterületek feltérképezésére. Megvizsgálták a fizikai felépítést, például a kéreg vastagságát, hogy bizonyos feladatok során milyen területek aktiválódnak, és hogy ez a tevékenység összehangolt-e más régiókban végzett tevékenységgel.

Egyes területek túlnyomórészt egyetlen funkcióhoz kapcsolódnak, mint például a vizuális feldolgozás vagy a mozgás. De sok területen nem. Valójában a tudósok azt találták, hogy a régiók hálózatai akkor is aktiválódnak, amikor az agy nyugalmi állapotban van – amikor nem végeznek kifejezett feladatot.

Részletes agytérkép – és mi van?

Az újonnan feltérképezett agy mérföldkő az idegtudomány számára. Egy frissített agyatlasz jobb betekintést nyújt abba, hogy az agy hogyan szabályozza a viselkedést, és hogyan járulnak hozzá bizonyos régiók rendellenességei az agyi betegségekhez.

Eddig a Brodmann-féle verzió volt az agyi régiók széles körben elfogadott térképe. Wikimedia Commons

Míg a rágcsáló agyatlaszok olyan beltenyésztett állatok törzseiből származnak, amelyek agyának anatómiája alig különbözik, az embereknél gyakori az egyéni eltérés. Különbségek vannak az ember saját bal és jobb agyféltekéjének anatómiája között, nem beszélve a különböző életkorú és nemű egyedek anatómiai különbségeiről.

Például egy nemrégiben végzett tanulmány 1,400 XNUMX emberről azt találták, hogy a bal hippocampus, az emlékezethez kapcsolódó terület általában nagyobb a férfiaknál, mint a nőknél.

Ezen eltérések miatt történelmileg nehéz volt összehasonlítani a különálló agyi képalkotó vizsgálatok eredményeit, és megbizonyosodni arról, hogy a szkennelések ugyanazon agyterületen mutatnak aktivitást. De most az agyi régiók finomabb felosztása jobb összehasonlítást tesz lehetővé.

Az agytérképnek az idegsebészetben is vannak gyakorlati alkalmazásai. Jelenleg a sebészek sztereotaxikus (3D) koordinátarendszert használnak bizonyos agyi régiók meghatározására és operálására. De ez nem ideális, mivel az agyi régiók személyenként eltérőek. Az új atlasz létrehozásához használt algoritmus most felhasználható az egyes térképek személyre szabására, hogy pontosabban irányítsák a műtétet.

További kategorizálás

Valószínűleg az agy még több régióra tagolódik, mint a már leírt 180. A képalkotó technológia fejlődésével további különálló alrégiókat fedezhetünk fel, amelyek összetételükre vagy tevékenységükre specializálódtak.

A kutatók azonban úgy vélik, hogy az újonnan feltérképezett területek egy része később részterületnek bizonyulhat, példaként az elsődleges szomatoszenzoros kéregre hivatkozva. Ez a kéreg úgynevezett szomatotópiás részterületekből áll, amelyek olyan agyi régiók, amelyek pontról pontra megfelelnek a test különböző részein található szenzoros receptoroknak.

És kezdenek különböző csoportok térképezze fel a genomikai architektúrát különböző agyi régiókból. Ezek az új eredmények együttesen az emberi agy egészének részletes térképéhez vezetnek.

Pankaj Sah, igazgató - Queensland Brain Institute, A Queenslandi Egyetem, Ennek a darabnak a társszerzője Donna Lu, a Queensland Brain Institute tudományos írója.

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.