Dette er den første nogensinde 3D mikrostrukturelle model af hele den menneskelige hjerne, og den er offentligt tilgængelig for forskere over hele verden uden omkostninger.
Forestil dig at være i stand til at zoome ind i hjernen for at se forskellige celler, som vi zoomer ind på Google kort over verden og kan se huse på en gade. Og husk, at hjernen betragtes som den mest komplekse struktur i universet med 86 milliarder neuroner. Zoom ind er nu muligt takket være en ny hjerneatlas med en hidtil uset opløsning. BigBrain er den første 3D-mikrostrukturelle model for hele den menneskelige hjerne og er gratis og offentligt tilgængelig for forskere over hele verden. Resultaterne af BigBrain-modellen, oprettet på Montreal Neurological Institute and Hospital - Neuro, McGill University - i samarbejde med forskere ved Forschungszentrum Jülich, Tyskland, offentliggøres i dag i 20. juni-udgaven af Science (https: //www.sciencemag .org / indhold / 340/6139/1472).
Menneskelig hjerne model. Billedegivelse: Shutterstock / cesc_assawin
"BigBrain-atlaset tilbyder næsten cellulær opløsning, det vil sige detaljer tæt på celleniveauet, en kapacitet, der ikke tidligere har været tilgængelig i 3D for den menneskelige hjerne," siger Dr. Alan Evans, forsker hos The Neuro, medstifter fra det internationale konsortium for hjernekortlægning og medskaber af atlasen. ”For at sætte BigBrain i fare, kan vi overveje nutidige MR'er, der har en 3D-rumlig opløsning på 1 mm. Til sammenligning er BigBrain-datasættet 50 gange mindre i hver dimension, hvilket giver uovertruffen rumlig opløsning. BigBrain-datasættet er 125.000 gange (50 x50 x 50) større end en typisk MR og har et volumen på 1 terabyte, hvilket er lig med 1000 GB. ”Forskere overalt i verden vil kunne downloade hjernesektioner fra BigBrain-webstedet bigbrain.loris.ca. Stor hjerne rekonstrueres fra 7404 histologiske hjernesektioner, der blev farvet for cellelegemer og derefter digitaliseret, idet de drager fordel af de nylige fremskridt inden for beregningskapacitet, analyse af hjernebilleder og holdets erfaring med behandling af komplette histologiske sektioner af hjernen.
Fremskridt i opløsning er analog med overgangen fra ældre linjekort til Google-satellitbilleder. At zoome ind på ældre kort giver ikke flere detaljer eller oplysninger. På lignende måde giver zoomning til en MR-scanning ingen yderligere detaljer - det afslører bare den blokerende 1 mm-pixelering. BigBrain-hjerneatlas er ækvivalent med Google gadevisning. Zoom ind giver et nyt niveau af information, der ikke er blevet tilbudt før i 3D.
Aktuelle atlaser baseret på histologiske skiver er i 2D. BigBrain omdefinerer disse traditionelle neuroanatomikort såsom dem af Brodmann ved at give et ultra-overblik over hjernen ved hjælp af fuldautomatiske 3D-teknikker. Atlaser baseret på MR'er tillader ikke integration af information på niveauet med kortikale lag, søjler, mikrokredsløb eller større celler. BigBrain gør det muligt for forskere at se i 20 mikron opløsning (1000 mikron i en millimeter) i hele hjernen.
Implikationerne af BigBrain for at udforske og analysere den menneskelige hjerne er utallige. Det kan bruges til at integrere og korrelere data fra en lang række modaliteter: genetisk, molekylær neurovidenskab, elektrofysiologisk og farmakologisk blandt mange. Det vil muliggøre og fremskynde beregningsmodellering til simulering af hjernefunktioner, normal udvikling og degeneration forårsaget af sygdom. BigBrain vil i høj grad forbedre vigtigheden og fortolkningen af dynamiske in-vivo-data med lav opløsning opnået af MRI og PET ved at kombinere dataene med den enorme detalje og den rumlige opløsning af den statiske BigBrain-atlas. Det vil forbedre neurokirurgiske procedurer, for eksempel placering af dybe hjernestimulatorer og vil fremme klinisk forskning, for eksempel lokalisering af stedet for ufravigelig epilepsi til en bestemt specifik type nerveceller.
via McGill