جدیدترین نقشه قشر مغز آن را به ۱۸۰ ناحیه مجزا تقسیم می‌کند

دانشمندان تازه‌ترین و دقیقترین نقشه قشر مغز را تهیه کردند که هر دو نیم کره چپ و راست مغز را به ۱۸۰ ناحیه تقسیم می‌کند.

تقسیم‌بندی جدید چشم‌اندازی دقیق از قشر مغز را نمایان می‌کند. قشر بیرونی‌ترین لایه از مغز است که شبیه یک ورقه کاغذ سطح مغز را می‌پوشاند. ساختار غالب آن شامل ادراک حسی و توجه، زبان، استفاده از ابزار و تفکر انتزاعی است.

نقشه‌های جدید با جزئیات و تقسیم‌بندی‌های دقیق کمک شایان توجهی به پژوهشگران در مطالعه نارسایی‌های مغزی مانند اوتیسم، اسکیزوفرنی، جنون و صرع خواهد کرد. دانشمندان با بهره‌گیری از این نقشه‌ قادر خواهند بود تفاوت مغز بیماران مبتلا به این بیماری‌ها با بزرگسالان سالم را درک کنند. همچنین می‌توان فرآیند تشخیص مغز سالم را تسریع بخشید.

نقشه قشر مغز جدید که در مجلۀ Nature منتشر شده هر دو نیم کره چپ و راست مغز را به ۱۸۰ ناحیه تقسیم می‌کند. این تقسیم‌بندی بر اساس تفاوت‌های فیزیکی (مانند ضخامت قشر)، تفاوت عملکردی (مانند مناطقی که به تحریکهای زبان پاسخ می‌دهند) و تفاوت در ارتباط نواحی است. نقشه قشر مغز به این سادگی نیست که بگوییم یک کوه دقیقاً اینجاست و یک رودخانه اینجا، چون مغز  ظاهری متفاوت ندارد. این نقشه مرزها را نشان می‌دهد نه ویژگی‌های توپوگرافی.

جدیدترین نقشه قشر مغز آن را به ۱۸۰ ناحیه تقسیم می‌کند

پژوهشگران از داده‌ها و روش‌های ایجاد شده توسط پروژه کانکتوم بشر بهره بردند. این پروژه یک مطالعه پنج ساله با رهبری دیوید ون اسن، نویسنده ارشد این مقاله و استاد علوم اعصاب در دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس است. در پروژه کانکتوم بشر از یک دستگاه سفارشی و قدرتمند MRI برای نقشه‌برداری از مغز ۱۲۰۰ بزرگسال جوان استفاده شد. این مطالعه مکمل پروژه کانکتوم بشر است که با دقت مناطق مغزی که بیشترین ارتباط را دارند، ناحیه‌بندی می‌کند.

ون اسن می‌گوید: «مغز شبیه یک رایانه نیست که بتواند هر سیستم عاملی را پشتیبانی و هر نرم افزاری را اجرا کند. درواقع چگونگی کارکرد آن وابسته به ساختار آن است. اگر می‌خواهید بفهمید که مغز چه کارهایی می‌تواند انجام دهد باید در ابتدا چگونگی سازماندهی و اتصالات آن را درک کنید».

نقشه‌های گذشته از نواحی مغز

کوربینین بردمن، نوروآناتومیست آلمانی، برای نخستین بار در دهه اول قرن ۲۰ از قشر مغز انسان نقشه برداری کرد. او ۵۰ ناحیه، از جمله نواحی که به عنوان نواحی مربوط به بصر، زبان و پردازش حسی شناخته شده را مشخص کرد.

یک قرن پس از آن هنگامی که متیو گلاسر شروع به مطالعه درمورد ارتباط‌های بین نواحی زبان کرد، او خیلی سریع از نقشه قشر مغز بردمن و استفاده از آن به طور معمول برای تصویربرداری عصبی ناامید شد. وی می‌گوید: «در اوایل کار بر روی اتصالات زبان سعی داشتم تا با بهره بردن از نقشه صد سال پیش نواحی مربوطه را تشخیص دهم. اما به سرعت مشخص شد که برای مطالعه روی مغز نیاز به روشی جدید داریم».

نقشه‌ای با ۱۸۰ ناحیه

برای ایجاد این نقشه گلاسر، ون اسن و همکارانش داده‌های مربوط به ۲۱۰ بزرگسال جوان و سالم مرد و زن را تلفیق کردند. پژوهشگران ضخامت قشر، میزان عایق در اطراف رشته‌های عصبی و اسکن MRI از مغز در حالت استراحت و انجام کارهای ساده مانند گوش دادن به یک داستان را با هم ترکیب کردند.

گلاسر می‌گوید: «ما هر نیمکره را به ۱۸۰ ناحیه تقسیم‌بندی کردیم اما انتظار نداریم که این تعداد نهایی باشد. در برخی موارد ما متوجه شدیم که یک ناحیه احتمالاً می‌تواند به چند زیر ناحیه تقسیم شود اما با داده‌ها و روشهای موجود نتوانستیم مرزها را به طور قطعی مشخص کنیم. در آینده پژوهشگران با روش‌های بهتر می‌توانند این نواحی را مشخص کنند».

برخی از این مناطق به وضوح درگیر کار خاصی هستند، مانند ناحیه ۵۵B، این ناحیه زمانی که فرد یک داستان را می‌شنود فعال می‌شود. برخی دیگر درگیر بینایی فرد و یا در کنترل حرکت نقش دارند. بسیاری از مناطق احتمالاً هرگز مربوط به یک فعالیت خاص نیستند چرا که آنها مسئول هماهنگی اطلاعات سیگنال‌های مختلف هستند.

از زمان نقشه قشر مغز بردمن تا نقشه گلاسر و ون اسن نقشه‌های بسیار دیگری از قشر کشیده شده است و هرکدام بین ۵۰ تا ۲۰۰ ناحیه مختلف را نشان می‌دهد. پژوهشگران برای بهبود نقشه‌های گذشته پیش از تجزیه و تحلیل، تصویر مغز را با یک سامانه مشترک مختصات همتراز کردند، از یک الگوریتم که در دانشگاه آکسفورد توسعه یافته بود استفاده کردند و داده‌های MRI با بالاترین کیفیت موجود را ترکیب کردند. این پژوهشگران همچنین تأیید کردند که چون برای رسم این نقشه از مغز ۲۱۰ بزرگسال جوان و سالم بهره برده شده برای هر فرد قابل استفاده است.

نتیجه به دست آمده یک نقشه دقیق با مرزهای واضح و یک الگوریتم است که قادر است محل نواحی در مغز افراد را مشخص کند حتی اگر فرد از نظر الگوی قشری، اندازه و شکل نواحی قشری منحصر به فرد باشد.

گلاسر می‌گوید: «در گذشته همیشه مطمئن نبودیم که آیا نتایج حاصل از دو بررسی تصویربرداری جداگانه مربوط به یک ناحیه خاص است یا نه. با استفاده از نقشه‌های جدید و الگوریتم همترازی، نتایج مطالعات جداگانه می‌تواند با دقت بیشتری با هم مقایسه شود».

نقشه های منحصر بفرد از مغز

نقشه منحصر به فرد از مغز می‌تواند بسیار مفید باشد. جراحان مغز و اعصاب در دانشگاه واشنگتن در حال حاضر هنگام آماده شدن برای عمل جراحی برای جلوگیری از صدمه زدن به مناطق مهم‌ مانند مناطقی که در زبان و یا عملکرد حرکتی نقش دارند، از نقشه‌های مغزی غیردقیقتر استفاده می‌کنند.

از نقشه‌های منحصر بفرد مغزی می‌توان برای هدایت درمان بیماری‌های عصبی یا روانی نیز بهره برد. برای نمونه انواع مختلف جنون با انحطاط در مناطق مختلف مغز مشخص می‌شود. پزشکان می‌توانند از نقشه‌های منحصر بفرد برای درمان شخصی بر اساس مناطق آسیب دیده یا برای بررسی پاسخ به درمان استفاده کنند. نقشه نگاران مغز همانند گذشته در درجه اول یک ابزار برای استفاده دیگران در اکتشاف ارائه می‌دهند.

مؤسسه ملی بهداشت آمریکا، شامل ۱۶مؤسسه NIH و مراکزی که از طریق Blueprint پروژه کانکتوم بشر را حمایت می‌کنند و شرکت Welcome از این پروژه حمایت می‌کنند.

منبع: futurity.org

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *