Картирование головного мозга
| Наука | |
| Картирование головного мозга | |
|---|---|
 | |
| Тема | Нейровизуализация |
| Предмет изучения | Мозг |
 Медиафайлы на Викискладе | |
Картирование головного мозга (англ. brain mapping) — набор методов нейровизуализации, предназначенных для создания пространственных представлений о биологических свойствах мозга. Картирование используется для изучения анатомии и функционирования головного и спинного мозга с помощью использования изображений, иммуногистохимии, оптогенетики, клеточной биологии, нейрофизиологии и нанотехнологий.
Описание[править | править код]
Картирование мозга можно рассматривать как высшую форму нейровизуализации, где области коры головного мозга представлены по кругу, в виде долей. Концентрические круги внутри кольца представляют собой различные распространенные неврологические измерения, такие как толщина или кривизна коры головного мозга. В центре кругов линии, представляющих волокна белого вещества, показаны связи между областями коры головного мозга, взвешенными по фракционной анизотропии и силе соединения.[1] При более высоких разрешениях карты мозга называются коннектомами. Эти карты отображают отдельные нейронные связи в мозге и часто представляются в виде электрических схем.[2]
Методы картирования мозга постоянно развиваются за счет разработки и совершенствовании методов получения, представления, анализа, визуализации и интерпретации изображений.[3] Функциональная и структурная нейровизуализация лежат в основе картографического аспекта картирования мозга.
Многие методы картирования имеют относительно низкое разрешение - сотни тысяч нейронов в одном вокселе. Это значит, что утверждения о существовании части мозга, ответственной за любовь или музыкальные способности, вероятно, не поддаются проверке с помощью используемого оборудования. Возможно, большинство функций мозга будут правильно описаны только после его измерения с помощью гораздо более детальных инструментов, которые рассматривают не большие области, а много отдельных точек. Эти исследования также имеют технические проблемы, например, небольшой размер выборки или плохую калибровку оборудования, что означает, что они не могут быть воспроизведены и проверены. В некоторых случаях методы картирования мозга используются в коммерческих целях: для детекции лжи или для медицинской диагностики способами, которые не были научно подтверждены ранее.[4]
История[править | править код]
В конце 1980-х годов Национальная медицинская академия США собрала группу для изучения ценности интеграции нейробиологической информации с помощью различных методов.[5] После серии совещаний также возник Международный консорциум по картированию мозга (ICBM). Целью создания которого была разработка гибких вычислительных атласов мозга. Особый интерес сейчас представляет использование структурной и функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), диффузионной МРТ, магнитоэнцефалографии (МЭГ), электроэнцефалографии (ЭЭГ), позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), спектроскопия в ближней инфракрасной области (NIRS) и другие неинвазивные методы сканирования для отображения анатомии, физиологии, перфузии, функции и фенотипов человеческого мозга. Как здоровый, так и больной мозг могут быть нанесены на карту для изучения памяти, обучения, старения и воздействия лекарств в различных группах населения, например, среди людей с шизофренией, аутизмом и клинической депрессией. Это привело к созданию проекта "Мозг Человека".[6] Что стало значительно влиять на изучение и лечение черепно-мозговых травм [7] (как в случае Финеаса Гейджа).[8]
Инструменты[править | править код]
- Координаты Талайраха, 1988
- Harvard Whole Brain Atlas, 1995
- Пространство MNI, 1998
- Atlas of the Developing Human Brain, 2012
Примечания[править | править код]
- ↑ Andrei Irimia, Micah C. Chambers, Carinna M. Torgerson, John D. Van. Circular representation of human cortical networks for subject and population-level connectomic visualization // NeuroImage. — 2012-04-02. — Т. 60, вып. 2. — С. 1340–1351. — ISSN 1053-8119. — doi:10.1016/j.neuroimage.2012.01.107. Архивировано 3 мая 2022 года.
- ↑ Y Shi, A W Toga. Connectome imaging for mapping human brain pathways // Molecular Psychiatry. — 2017-09. — Т. 22, вып. 9. — С. 1230–1240. — ISSN 1359-4184. — doi:10.1038/mp.2017.92. Архивировано 20 июня 2019 года.
- ↑ Toshimune Kambara, Sandeep Sood, Zahraa Alqatan, Christine Klingert, Diksha Ratnam. Presurgical language mapping using event-related high-gamma activity: the Detroit procedure // Clinical neurophysiology : official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology. — 2018-1. — Т. 129, вып. 1. — С. 145–154. — ISSN 1388-2457. — doi:10.1016/j.clinph.2017.10.018.
- ↑ (PDF) Sally Satel and Scott Lilienfeld. Brainwashed: The Seductive Appeal of Mindless Neuroscience (англ.). ResearchGate. Дата обращения: 20 декабря 2021. Архивировано 20 декабря 2021 года.
- ↑ Mapping the Brain and Its Functions. — 1991-01-01. — doi:10.17226/1816.
- ↑ Neuroinformatics / Stephen H. Koslow, Michael F. Huerta. — 2013-03-07. — doi:10.4324/9780203774335.
- ↑ Andrei Irimia, Micah C. Chambers, Carinna M. Torgerson, Maria Filippou, David A. Hovda. Patient-Tailored Connectomics Visualization for the Assessment of White Matter Atrophy in Traumatic Brain Injury // Frontiers in Neurology. — 2012-02-06. — Т. 3. — С. 10. — ISSN 1664-2295. — doi:10.3389/fneur.2012.00010. Архивировано 9 марта 2021 года.
- ↑ John Darrell Van Horn, Andrei Irimia, Carinna M. Torgerson, Micah C. Chambers, Ron Kikinis. Mapping Connectivity Damage in the Case of Phineas Gage // PLoS ONE. — 2012-05-16. — Т. 7, вып. 5. — С. e37454. — ISSN 1932-6203. — doi:10.1371/journal.pone.0037454. Архивировано 9 марта 2021 года.
Литература[править | править код]
- Rita Carter (1998). Mapping the Mind.
- F.J. Chen (2006). Brain Mapping And Language
- F.J. Chen (2006). Focus on Brain Mapping Research.
- F.J. Chen (2006). Trends in Brain Mapping Research.
- F.J. Chen (2006). Progress in Brain Mapping Research.
- Koichi Hirata (2002). Recent Advances in Human Brain Mapping: Proceedings of the 12th World Congress of the International Society for Brain Electromagnetic Topography (ISBET 2001).
- Konrad Maurer and Thomas Dierks (1991). Atlas of Brain Mapping: Topographic Mapping of Eeg and Evoked Potentials.
- Konrad Maurer (1989). Topographic Brain Mapping of Eeg and Evoked Potentials.
- Arthur W. Toga and John C. Mazziotta (2002). Brain Mapping: The Methods.
- Tatsuhiko Yuasa, James Prichard and S. Ogawa (1998). Current Progress in Functional Brain Mapping: Science and Applications.