Ein Team amerikanischer Forscher hat die Großhirnrinde in 180-Regionen abgebildet. von shutterstock.com Pankaj Sah, Die Universität von Queensland

In den großen Neuigkeiten für die Neurowissenschaften war kürzlich ein Team amerikanischer Forscher kartierte die äußere Schicht des menschlichen Gehirns, die Großhirnrindein 180-Regionen.

Verwenden von Bilddaten aus der Menschliches Connectome-Projekt - eine von der Regierung der Vereinigten Staaten geführte Initiative, um die strukturellen und funktionellen Verbindungen des Gehirns zu kartieren - Neurowissenschaftler analysierten das Gehirn von 210-gesunden jungen Erwachsenen. Das Ergebnis war ein moderner Atlas des menschlichen Gehirns, dessen 97-Bereiche noch nie beschrieben wurden.

Die Großhirnrinde ist die gefaltete äußere Schicht, die dem Gehirn sein charakteristisches faltiges Aussehen verleiht. Es ist in linke und rechte Hemisphäre unterteilt.

Der primäre somatosensorische Kortex ist der Hauptbereich, der für unseren Tastsinn verantwortlich ist. Wikimedia Commons / BodyParts3D - geändert, CC BY-SA

Wir wissen, dass bestimmte Regionen des Cortex für unterschiedliche Rollen verantwortlich sind. Der primäre somatosensorische Kortex, der sich in einer vertikalen Rille zur Mitte des Gehirns befindet, ist zum Beispiel der Hauptbereich, der für unseren Tastsinn verantwortlich ist.

Was wir über die detaillierte Architektur des Gehirns verstehen, stammt größtenteils aus Nagetierstudien. Während das Gehirn von Ratten, Mäusen und Primaten (us) zum größten Teil in der Struktur ähnlich ist, weisen sie deutliche Unterschiede auf.

Im Gegensatz zu Nagetieren verfügt der Mensch über einen großen präfrontalen Kortex, den Bereich, der für höhere Leitungsfunktionen wie Entscheidungsfindung verantwortlich ist. Wir kommunizieren auch durch Sprache und verfügen daher über bestimmte Verarbeitungsbereiche, die sowohl für die Sprachentwicklung als auch für das Verstehen der Sprache verantwortlich sind.

Die Phrenologie postulierte, dass Persönlichkeitsmerkmale in bestimmten Teilen des Gehirns lokalisiert waren. Wikimedia Commons

Verbesserungen der Techniken einschließlich funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRI) - die die Gehirnaktivität durch Erkennung von Blutflussänderungen misst - haben es uns ermöglicht, lebende Gehirne in Echtzeit mit bisher unerreichter Genauigkeit abzubilden.

Das uralte Ziel der Neurowissenschaften

Die Kartierung des Gehirns ist seit Jahrhunderten ein Ziel, das auf die pseudowissenschaftliche Disziplin der Phrenologie im 19. Jahrhundert zurückgeht, die besagte, dass Persönlichkeitsmerkmale in bestimmten Teilen des Gehirns lokalisiert waren.

Befürworter würden den Schädel über einem entsprechenden Hirnbereich messen, um beispielsweise zu bestimmen, wie gewissenhaft, wohlwollend oder kämpferisch eine Person war.

Vor mehr als einem Jahrhundert klassifizierte der deutsche Anatom Korbinian Brodmann das Gehirn in spezifische Bereiche, basierend auf der Struktur und Organisation der Zellen in jeder Region. Bisher war dies die weithin akzeptierte Karte von Gehirnregionen, die als Brodmanns Gebiete bekannt sind.

In der neuen Studie verwendeten die Forscher eine Kombination aus verschiedenen MRI-Bildern, um Gehirnbereiche abzubilden, die sich in Struktur und Funktion unterscheiden. Sie untersuchten die physische Struktur, z. B. die Dicke des Kortex, welche Bereiche während bestimmter Aufgaben aktiviert wurden und ob diese Aktivität mit der Aktivität in anderen Regionen koordiniert wurde.

Einige Bereiche waren überwiegend mit einer einzigen Funktion verbunden, z. B. visuelle Verarbeitung oder Bewegung. Aber viele Gegenden waren es nicht. Wissenschaftler fanden heraus, dass Netzwerke von Regionen aktiviert werden, selbst wenn sich das Gehirn in einem Ruhezustand befindet - wenn keine explizite Aufgabe ausgeführt wird.

Eine detaillierte Gehirnkarte - na und?

Das neu abgebildete Gehirn ist ein Meilenstein für die Neurowissenschaften. Ein aktualisierter Gehirnatlas wird bessere Erkenntnisse darüber liefern, wie das Gehirn das Verhalten steuert und wie Störungen in bestimmten Regionen zu Erkrankungen des Gehirns beitragen.

Bis jetzt war Brodmanns Version die weithin akzeptierte Karte der Gehirnregionen. Wikimedia Commons

Während Hirnatlanten von Nagern aus Inzuchtstämmen von Tieren stammen, die in ihrer Gehirnanatomie wenig variieren, sind beim Menschen individuelle Abweichungen üblich. Es gibt Unterschiede zwischen der Anatomie der linken und rechten Gehirnhälfte einer Person, ganz zu schweigen von den anatomischen Unterschieden zwischen Personen unterschiedlichen Alters und Geschlechts.

Zum Beispiel kann ein jüngste Studie von 1,400-Leuten Der linke Hippocampus, ein mit dem Gedächtnis verbundener Bereich, war bei Männern normalerweise größer als bei Frauen.

Aufgrund dieser Variation war es in der Vergangenheit schwierig, die Ergebnisse aus separaten Untersuchungen zur Bildgebung des Gehirns zu vergleichen und sicherzustellen, dass die Scans Aktivität im gleichen Gehirnbereich zeigen. Die feinere Unterteilung der Gehirnregionen erlaubt nun jedoch bessere Vergleiche.

Die Gehirnkarte hat auch praktische Anwendungen für die Neurochirurgie. Gegenwärtig verwenden Chirurgen ein System stereotaktischer (3D) -Koordinaten, um bestimmte Gehirnregionen zu bestimmen und zu operieren. Dies ist jedoch nicht ideal, da sich die Gehirnregionen von Person zu Person unterscheiden. Der zur Erstellung des neuen Atlas verwendete Algorithmus kann jetzt verwendet werden, um einzelne Karten zu personalisieren, um die Operation genauer zu leiten.

Weitere Kategorisierung

Es ist wahrscheinlich, dass das Gehirn in noch mehr Regionen als das bereits beschriebene 180 unterteilt ist. Wenn sich die Bildgebungstechnologie verbessert, entdecken wir möglicherweise weitere unterschiedliche Unterregionen, die auf ihre Zusammensetzung oder Tätigkeit spezialisiert sind.

Die Forscher glauben jedoch auch, dass einige der neu kartierten Bereiche später als Unterbereiche betrachtet werden können, wobei der primäre somatosensorische Kortex als Beispiel genannt wird. Dieser Kortex besteht aus sogenannten somatotopischen Unterbereichen, also Gehirnregionen, die Punkt für Punkt sensorischen Rezeptoren an verschiedenen Körperstellen entsprechen.

Und verschiedene Gruppen fangen an kartieren Sie die genomische Architektur verschiedener Gehirnregionen. Zusammen werden diese neuen Erkenntnisse zu einer detaillierten Karte des gesamten menschlichen Gehirns führen.

Pankaj Sah, Direktor - Queensland Brain Institute, Die Universität von Queensland, Dieses Stück wurde von Donna Lu, einer wissenschaftlichen Autorin am Queensland Brain Institute, verfasst.

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