Nevrologer ved Washington University School of Medicine i St. Louis har samlet en første i sitt slag atlas av foldene av hjernebarken, den skrukkete overflatelaget av hjernen kreditert med mange av de høyere kognitive funksjoner som gjør oss menneskelige.
The atlas, kjent som populasjonsbasert Gjennomsnittlig, Landmark og Surface-basert (PALS) Atlas, lenker hjernens funksjoner til de ulike topper og daler av hjernebarken.
PALS er det første hjernen atlas som nøyaktig skildrer de komplekse folder av hjernebarken ikke bare fra en enkelt person, men fra en gruppe av individer. Den er tilgjengelig på nettet både for å gi en ressurs for nevrologer ønsker å bestemme funksjonene til et interessant hjernen område og som et oppbevaringssted for å legge til nye data som utvider og finjustere atlas "kart.
Skaperne håper det vil være nyttig i en rekke forskningsprosjekter. Blant andre studier, er PALS allerede å hjelpe forskerne å forstå hvordan en arvelig lidelse forandringer i hjernen og hvordan hjernen fungerer justerer i respons til blindhet.
Et papir på etablering av PALS vises online denne uken i tidsskriftet Neuroimage.
Senior etterforsker David Van Essen, Ph.D., Edison professor i nevrobiologi og leder av Institutt for anatomi og nevrobiologi, har vært å samle kortikalt kartografi for to tiår. Han sammenligner forskere 'nåværende kunnskap om detaljene i menneskelige hjernens struktur til 17.-tallet karttegnere' forståelse av jordoverflaten.
"Vi vet mye, og vi lærer mye hele tiden, men noen funksjoner som vi ønsker å være i stand til å definitivt fastslå faktisk florerer med usikkerhet," sier han. "Og store fraksjoner av hjernebarken har områdene av uenighet eller direkte feil."
I all rettferdighet til cortical cartographers, Van Essen notater, karttegnere kartlegging Jorden aldri måtte håndtere den enorme variasjonen som finnes i milliarder av individuelle menneskelige hjerner. Genetiske og miljømessige forskjeller, reaksjoner til skade, og arvet lidelser kan alle endre topografien i hjernen i små og store måter.
For å kompensere for disse variasjonene, har nevrologer utviklet en prosess som kalles registrering som lar dem matematisk justere resultatene av en hjerne skanning enten matche det med et atlas eller oppgi den i atlas.
Denne tilnærmingen tidligere har blitt brukt til å montere atlas basert på undersøkelse av volumet av forskjellige hjerneområder.
"The cerebral cortex er sammenkrøllet opp slik at den kan passe perfekt inne i skallen, som en badeball sammenkrøllet å passe inne i en pappeske," Van Essen forklarer. "Volum-basert registrering er som å klemme og vri hver kartong slik at de alle ender opp på samme størrelse. Det er en god start, men det tillater ikke oss å bringe ulike folder fra den enkelte badeballer til justering."
Surface-basert registrering setter boksen til side, ifølge Van Essen.
"Det lar oss pumpe opp hver cortex til en perfekt sfærisk form, og da blir det mye lettere å rotere og lokalt deformeres hver badeball, slik at de er konsekvent linje til målet atlas," forklarer han. "Vi kan gjøre dette med mye mer nøyaktig enn det som er mulig når både atlas og de enkelte hjernen er i sammenkrøllet staten, og dette fører til en dramatisk forbedring i kvaliteten på resultatene."
Opprinnelig basert på MR av 12 friske personer samlet inn av Randy Buckner, Ph.D., førsteamanuensis i nevrobiologi og radiologi, inkluderer PALS nå data fra 60 flere skanninger. Å gi atlas sin første testkjøring, gjennomførte Van Essen en studie av de strukturelle forskjellene mellom venstre og høyre halvkuler av hjernen.