Metabolické mapování ukázalo propojení částí lidského mozku
12.1.2016, Jan Vítek, aktualita
Němečtí výzkumníci společně s několika dobrovolníky vytvořili "connectome", čilli komunikační mapu v lidském mozku, která ukazuje, jakými drahami proudí informace a jak jsou jednotlivé jeho části propojeny.
Slovem Connectome, které snad ani nemá český ekvivalent, označuje tedy mapu lidského mozku ukazující komunikační propojení. Němečtí vědci z Technischen Universitaet Muenchen k jejímu vytvoření použili unikátní kombinaci dvou různých technik pro snímání mozkové aktivity. Výsledkem je barevný model složený z vláken, v němž jsou jasně vidět hlavní komunikační cesty v obou hemisférách.
Získat takové informace z lidského mozku bylo vždy považováno za nesmírně složité, a to i s využitím moderních medicínských technik a nástrojů. Můžeme k tomu použít fMRI, tedy funkční magnetickou rezonanci, díky níž získali jednotlivé vrstvy, s nichž pak složili dohromady 3D model. Ovšem problém je ten, že magnetická rezonance je moc pomalá a jednotlivé snímky od sebe dělí 1 až 2 sekundy a rychlejší snímkování zase nepřináší dostatečné detailly. A to je problém, kvůli němuž bylo dosud zmapování funkčního propojení jednotlivých částí mozku složité, neboť je zřejmé, že 2D snímkováním nelze zachytit neuronovou dráhu v mozku jako 3D objektu.
Vědcům z univerzity v Mnichově se podařilo najít novou cestu pro využití jisté techniky MCM (Metabolic Connectivity Mapping). Základní myšlenka je taková, že ne všechny nervové přenosy v mozku potřebují stejné množství metabolické energie a nejvíce jí je potřeba na přenosy směrem do nervové buňky. A právě zde nastupuje druhá technika zkombinovaná s fMRI, a sice PET (Pozitronová Emisní Tomografie), která dokáže získat informace o metabolismu glukózy. Kombinací výsledků fMRI a PET tak mohli vědci zjistit, jakým směrem se vzruch v mozku ubírá a následně s využitím různých podnětů mohli z těchto drah sestavit celý model.
Využili k tomu přitom 24 dobrovolníků, jejichž mozky byly zaměstnány různými zrakovými vjemy, které byly střídány klidem, tedy zavřenýma očima. Zrak byl tedy zvolen i proto, že jej jako jediný smysl můžeme vědomě a přirozeně zablokovat. Někdo by mohl namítnout, že stejně tak si můžeme zapat uši či nos, ale ono půjde i o to, že právě zrakem získáváme 80 % všech informací.
A k čemu to může být všechno dobré? Je zřejmé, že kromě tvorby hezkých barevných obrázků tak můžeme získat dosud neznámé informace o funkcích lidského mozku, což by mělo pomoci především při vývoji medicíny. Můžeme tak zjistit, zda v mozku neprobíhají změny, které vyústí v nástup Alzheimerovy choroby a půjde také lépe zkoumat různá postižení jako OCD nebo autismus. Tento objev tak může mít velké dopady v chirurgické i nechirurgické medicíně stejně jako v psychologii.
Zdroj: humanconnectomeproject.org
Získat takové informace z lidského mozku bylo vždy považováno za nesmírně složité, a to i s využitím moderních medicínských technik a nástrojů. Můžeme k tomu použít fMRI, tedy funkční magnetickou rezonanci, díky níž získali jednotlivé vrstvy, s nichž pak složili dohromady 3D model. Ovšem problém je ten, že magnetická rezonance je moc pomalá a jednotlivé snímky od sebe dělí 1 až 2 sekundy a rychlejší snímkování zase nepřináší dostatečné detailly. A to je problém, kvůli němuž bylo dosud zmapování funkčního propojení jednotlivých částí mozku složité, neboť je zřejmé, že 2D snímkováním nelze zachytit neuronovou dráhu v mozku jako 3D objektu.
Vědcům z univerzity v Mnichově se podařilo najít novou cestu pro využití jisté techniky MCM (Metabolic Connectivity Mapping). Základní myšlenka je taková, že ne všechny nervové přenosy v mozku potřebují stejné množství metabolické energie a nejvíce jí je potřeba na přenosy směrem do nervové buňky. A právě zde nastupuje druhá technika zkombinovaná s fMRI, a sice PET (Pozitronová Emisní Tomografie), která dokáže získat informace o metabolismu glukózy. Kombinací výsledků fMRI a PET tak mohli vědci zjistit, jakým směrem se vzruch v mozku ubírá a následně s využitím různých podnětů mohli z těchto drah sestavit celý model.
Využili k tomu přitom 24 dobrovolníků, jejichž mozky byly zaměstnány různými zrakovými vjemy, které byly střídány klidem, tedy zavřenýma očima. Zrak byl tedy zvolen i proto, že jej jako jediný smysl můžeme vědomě a přirozeně zablokovat. Někdo by mohl namítnout, že stejně tak si můžeme zapat uši či nos, ale ono půjde i o to, že právě zrakem získáváme 80 % všech informací.
A k čemu to může být všechno dobré? Je zřejmé, že kromě tvorby hezkých barevných obrázků tak můžeme získat dosud neznámé informace o funkcích lidského mozku, což by mělo pomoci především při vývoji medicíny. Můžeme tak zjistit, zda v mozku neprobíhají změny, které vyústí v nástup Alzheimerovy choroby a půjde také lépe zkoumat různá postižení jako OCD nebo autismus. Tento objev tak může mít velké dopady v chirurgické i nechirurgické medicíně stejně jako v psychologii.
Zdroj: humanconnectomeproject.org
