At finde kernen i hjernen

Det ikoniske billede af hjernen er en misformet, gullig klump. Eksisterende teknologi kan vise, hvilke dele af klumpen, der lyser op, når folk tænker, men en reel forståelse af, hvordan hjernen fungerer, kræver et bedre billede af de nervefibre, der sender elektriske signaler mellem hjerneceller. Disse fibre er imidlertid så små og sammenfiltrede, at forskerne ikke har været i stand til at se dem klart.

Diffusionsspektrumbillede af den menneskelige cortex.

Nu har et internationalt hold af videnskabsmænd kombineret en ny variation af magnetisk resonansbilleddannelse med matematisk analyse for at generere det første detaljerede kort over netværket af forbindelser i den menneskelige cortex, den del af hjernen, der er ansvarlig for tænkning af højere orden.

Denne historie var en del af vores september 2008-udgave

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

Diffusionsspektrumbilleddannelse - som sporer vandmolekyler, der bevæger sig langs nervefibre - gav forskerne et ledningskort over cortex, der afslørede punkter, hvor flere nervefibre konvergerede. Forskerne brugte derefter en matematisk teknik til gentagne gange at beskære forbindelsespunkterne med de færreste led. Hvis du gør det gradvist, ender du med et sæt af noder tilbage, som er meget indbyrdes forbundne, siger Olaf Sporns, Indiana University-forskeren, der udførte analysen.

Den mest forbundne node er bagerst i hovedet, og den ligger på den korteste vej mellem mange forskellige dele af det neurale netværk. Det har ikke kun mange interne forbindelser, siger Sporns, men det er meget centralt i forhold til resten af ​​hjernen.

Forskerne ønsker at bruge billeddannelsesteknikken til at se på tilstande som skizofreni, autisme og Alzheimers sygdom, som alle har været forbundet med forstyrrelser i hjernens arkitektur. Vi vil gerne vide, hvor forstyrrelserne er, og om vi kan forstå noget om den kliniske tilstand ud fra tilslutningsmulighederne, siger Sporns

Netværket af forbindelser i cortex.
Kredit: Fra J. Wedeen, Patric Hagmann, Olaf Sporns

skjule