O echipă de cercetători americani a cartografiat cortexul cerebral în 180 de regiuni distincte. de pe shutterstock.com Pankaj Sah, Universitatea din Queensland

O veste mare pentru neuroștiință, recent o echipă de cercetători americani a cartografiat stratul exterior al creierului uman, cortexul cerebral, în 180 de regiuni distincte.

Utilizarea datelor de imagine de la Proiectul Human Connectome – o inițiativă condusă de guvernul Statelor Unite pentru a mapa conexiunile structurale și funcționale ale creierului – neurologii au analizat creierul a 210 adulți tineri sănătoși. Rezultatul a fost un atlas modern al creierului uman, dintre care 97 de zone nu au mai fost descrise până acum.

Cortexul cerebral este stratul exterior pliat care conferă creierului aspectul ridat caracteristic. Este împărțit în emisfera stângă și dreaptă.

Cortexul somatosenzorial primar este principala zonă responsabilă pentru simțul nostru tactil. Wikimedia Commons/BodyParts3D - modificat, CC BY-SA

Știm că anumite regiuni ale cortexului sunt responsabile pentru diferite roluri. Cortexul somatosenzorial primar, situat pe un șanț vertical spre mijlocul creierului, este principala zonă responsabilă pentru simțul nostru tactil, de exemplu.

Cea mai mare parte a ceea ce înțelegem despre arhitectura detaliată a creierului provine din studiile la rozătoare. În timp ce creierul șobolanilor, șoarecilor și primatelor (noi) sunt în mare parte similare ca structură, au diferențe distincte.

Spre deosebire de rozătoare, oamenii au un cortex prefrontal mare, zona responsabilă pentru funcțiile executive superioare, cum ar fi luarea deciziilor. De asemenea, comunicăm prin limbaj și, ca atare, avem zone specifice de procesare responsabile atât pentru crearea vorbirii, cât și pentru înțelegerea acestuia.

Frenologia a postulat că trăsăturile de personalitate erau localizate în anumite părți ale creierului. Wikimedia Commons

Îmbunătățiri ale tehnicilor inclusiv imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI) – care măsoară activitatea creierului prin detectarea modificărilor fluxului sanguin – ne-au permis să imaginăm creierele vii în timp real, cu detalii fără precedent.

Scopul vechi al neuroștiinței

Cartografierea creierului a fost un scop de secole, datând de la disciplina pseudo-științifică a frenologiei din secolul al XIX-lea, care presupunea că trăsăturile de personalitate erau localizate în anumite părți ale creierului.

Susținătorii ar măsura craniul pe o zonă corespunzătoare a creierului pentru a determina, de exemplu, cât de conștiincioasă, binevoitoare sau combativă a fost o persoană.

În urmă cu mai bine de un secol, anatomistul german Korbinian Brodmann a clasificat creierul în zone specifice, pe baza structurii și organizării celulelor din fiecare regiune. Până acum, aceasta a fost harta larg acceptată a regiunilor creierului, cunoscute sub numele de zonele lui Brodmann.

În noul studiu, cercetătorii au folosit o combinație de imagini RMN diferite pentru a mapa zone ale creierului care sunt distincte ca structură și funcție. Ei au analizat structura fizică, cum ar fi grosimea cortexului, ce zone au fost activate în timpul anumitor sarcini și dacă această activitate a fost coordonată cu activitatea din alte regiuni.

Unele zone au fost asociate predominant cu o singură funcție, cum ar fi procesarea vizuală sau mișcarea. Dar multe zone nu au fost. De fapt, oamenii de știință au descoperit că rețelele de regiuni sunt activate chiar și atunci când creierul este într-o stare de repaus - atunci când nu este îndeplinită nicio sarcină explicită.

O hartă detaliată a creierului - și ce?

Creierul nou mapat este un reper pentru neuroștiință. Un atlas actualizat al creierului va oferi mai multe perspective asupra modului în care creierul controlează comportamentul și modul în care tulburările din anumite regiuni contribuie la bolile creierului.

Până acum, versiunea lui Brodmann a fost harta larg acceptată a regiunilor creierului. Wikimedia Commons

În timp ce atlasele creierului rozătoarelor provin din tulpini consangvinizate de animale care variază puțin în anatomia creierului lor, variațiile individuale la oameni sunt frecvente. Există diferențe între anatomia emisferelor creierului stâng și drept al unei persoane, cu atât mai puțin diferențele anatomice dintre indivizi de diferite vârste și genuri.

De exemplu, o studiu recent a 1,400 de oameni a descoperit că hipocampul stâng, o zonă asociată cu memoria, era de obicei mai mare la bărbați decât la femei.

Din cauza acestei variații, din punct de vedere istoric, a fost dificil să comparăm rezultatele din studii de imagistică cerebrală separate și să fii sigur că scanările arată activitate în aceeași zonă a creierului. Dar acum, diviziunile mai fine ale regiunilor creierului permit comparații mai bune.

Harta creierului are și aplicații practice pentru neurochirurgie. În prezent, chirurgii folosesc un sistem de coordonate stereotaxice (3D) pentru a determina și a opera anumite regiuni ale creierului. Dar acest lucru nu este ideal, deoarece regiunile creierului diferă de la o persoană la alta. Algoritmul folosit pentru a crea noul atlas poate fi acum utilizat pentru a personaliza hărți individuale pentru a ajuta la ghidarea intervenției chirurgicale mai precis.

Categorizare ulterioară

Este posibil ca creierul să fie mai compartimentat în chiar mai multe regiuni decât cele 180 deja descrise. Pe măsură ce tehnologia imagistică se îmbunătățește, este posibil să descoperim și alte subregiuni distincte specializate în structura sau activitatea lor.

Însă, cercetătorii cred, de asemenea, că unele dintre zonele nou cartografiate ar putea fi găsite mai târziu a fi sub-zone, citând cortexul somatosenzorial primar ca exemplu. Acest cortex este format din ceea ce se numește subzone somatotopice, care sunt regiuni ale creierului care corespund punct cu punct receptorilor senzoriali din diferite părți ale corpului.

Și diferite grupuri încep să harta arhitecturii genomice a diferitelor regiuni ale creierului. Împreună, aceste noi descoperiri vor duce la o hartă detaliată a întregului creier uman.

Pankaj Sah, Director - Queensland Brain Institute, Universitatea din Queensland, Această piesă a fost co-autoră de Donna Lu, o scriitoare științifică la Institutul pentru creier din Queensland.

Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.