ทีมนักวิจัยชาวอเมริกันทำแผนที่เปลือกสมองให้เป็นภูมิภาคที่แตกต่างกันของ 180 จาก shutterstock.com Pankaj Sah, มหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์

ในข่าวใหญ่สำหรับประสาทวิทยาศาสตร์ทีมนักวิจัยชาวอเมริกันเมื่อเร็ว ๆ นี้ แมปชั้นนอกของสมองมนุษย์เปลือกสมองลงในภูมิภาคที่แตกต่างของ 180

การใช้ข้อมูลภาพจาก โครงการ Human Connectome - ความคิดริเริ่มที่นำโดยรัฐบาลสหรัฐอเมริกาเพื่อทำแผนที่การเชื่อมต่อโครงสร้างและการทำงานของสมอง - นักประสาทวิทยาวิเคราะห์สมองของผู้ใหญ่วัยหนุ่มสาวที่มีสุขภาพดี 210 ผลที่ได้คือแผนที่ปัจจุบันของสมองมนุษย์ซึ่งเป็นพื้นที่ 97 ที่ไม่เคยมีการอธิบายมาก่อน

เยื่อหุ้มสมองในสมองเป็นชั้นนอกที่พับเก็บได้ที่ทำให้สมองมีลักษณะที่เหี่ยวย่น มันแบ่งออกเป็นครึ่งซีกซ้ายและขวา

เยื่อหุ้มสมอง somatosensory หลักเป็นพื้นที่หลักที่รับผิดชอบในการสัมผัสของเรา Wikimedia Commons / BodyParts3D - แก้ไข, CC BY-SA

เรารู้ว่าภูมิภาคของเยื่อหุ้มสมองมีความรับผิดชอบต่อบทบาทที่แตกต่างกัน เยื่อหุ้มสมอง somatosensory หลักตั้งอยู่บนร่องแนวตั้งไปทางตรงกลางของสมองเป็นพื้นที่หลักที่รับผิดชอบในการสัมผัสของเราเช่น

สิ่งที่เราเข้าใจส่วนใหญ่เกี่ยวกับสถาปัตยกรรมรายละเอียดของสมองมาจากการศึกษาหนู ในขณะที่สมองของหนูหนูและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม (เรา) ส่วนใหญ่มีโครงสร้างที่คล้ายคลึงกัน

มนุษย์มีเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าขนาดใหญ่ซึ่งแตกต่างจากสัตว์ฟันแทะซึ่งเป็นหน้าที่ของผู้บริหารระดับสูงเช่นการตัดสินใจ นอกจากนี้เรายังสื่อสารผ่านภาษาและมีพื้นที่การประมวลผลเฉพาะที่รับผิดชอบทั้งการสร้างคำพูดและทำความเข้าใจกับมัน

Phrenology วางตำแหน่งว่าลักษณะบุคลิกภาพตั้งอยู่ในส่วนที่เฉพาะเจาะจงของสมอง วิกิพีเดีย

การปรับปรุงด้านเทคนิครวมถึง ฟังก์ชั่นการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (fMRI) - ซึ่งวัดการทำงานของสมองโดยการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงการไหลเวียนของเลือด - ทำให้เราสามารถสร้างภาพสมองที่มีชีวิตได้แบบเรียลไทม์ในรายละเอียดที่ไม่เคยมีมาก่อน

เป้าหมายด้านประสาทวิทยาศาสตร์ที่มีอายุมาก

การทำแผนที่สมองมีจุดมุ่งหมายมานานหลายศตวรรษย้อนหลังไปถึงวินัยทางวิทยาศาสตร์หลอกของ phrenology ในศตวรรษที่ 19th ซึ่งระบุว่าลักษณะบุคลิกภาพตั้งอยู่ในส่วนเฉพาะของสมอง

ผู้เสนอจะวัดกะโหลกศีรษะเหนือพื้นที่สมองที่เกี่ยวข้องเพื่อตรวจสอบตัวอย่างเช่นบุคคลที่ขยันขันแข็งเมตตากรุณาหรือต่อสู้

กว่าศตวรรษที่ผ่านมานักกายวิภาคศาสตร์ชาวเยอรมัน Korbinian Brodmann ได้จำแนกสมองออกเป็นส่วน ๆ ตามโครงสร้างและโครงสร้างของเซลล์ในแต่ละภูมิภาค จนถึงปัจจุบันนี่เป็นแผนที่สมองที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางและรู้จักกันในนามของพื้นที่ Brodmann

ในการศึกษาใหม่นักวิจัยใช้การผสมผสานของภาพ MRI ที่แตกต่างกันเพื่อทำแผนที่พื้นที่สมองที่มีโครงสร้างและการทำงานที่แตกต่างกัน พวกเขาดูโครงสร้างทางกายภาพเช่นความหนาของเยื่อหุ้มสมองบริเวณที่ถูกเปิดใช้งานในระหว่างงานบางอย่างและกิจกรรมนี้มีการประสานงานกับกิจกรรมในภูมิภาคอื่นหรือไม่

บางพื้นที่มีความสัมพันธ์ส่วนใหญ่กับฟังก์ชั่นเดียวเช่นการประมวลผลภาพหรือการเคลื่อนไหว แต่หลายพื้นที่ไม่ได้ ในความเป็นจริงนักวิทยาศาสตร์พบว่าเครือข่ายของภูมิภาคเปิดใช้งานแม้ว่าสมองจะอยู่ในสภาวะพักตัว - เมื่อไม่มีการดำเนินงานที่ชัดเจน

แผนที่สมองแบบละเอียด - แล้วอะไรนะ?

สมองที่แมปใหม่เป็นสถานที่สำคัญสำหรับประสาทวิทยาศาสตร์ แผนที่สมองที่ได้รับการปรับปรุงจะให้ข้อมูลเชิงลึกมากขึ้นเกี่ยวกับวิธีที่สมองควบคุมพฤติกรรมและความผิดปกติในบางภูมิภาคที่นำไปสู่โรคทางสมอง

จนถึงปัจจุบันเวอร์ชั่นของ Brodmann เป็นแผนที่สมองที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง วิกิพีเดีย

ในขณะที่สมองของสัตว์ฟันแทะที่เกิดจากสายพันธุ์ของสัตว์ที่มีความแตกต่างกันเล็กน้อยในกายวิภาคของสมอง มีความแตกต่างระหว่างกายวิภาคของสมองซีกซ้ายและซีกขวาของบุคคลโดยไม่คำนึงถึงความแตกต่างทางกายวิภาคระหว่างบุคคลที่มีอายุต่างกันและเพศ

ตัวอย่างเช่น การศึกษาล่าสุดของคน 1,400 พบฮิบโปซ้ายบริเวณที่เกี่ยวข้องกับความทรงจำมักมีขนาดใหญ่กว่าผู้ชายมากกว่าผู้หญิง

ด้วยเหตุนี้ความแตกต่างจึงเป็นเรื่องยากในอดีตที่จะเปรียบเทียบผลลัพธ์จากการศึกษาการถ่ายภาพสมองแยกต่างหากและมั่นใจว่าการสแกนแสดงกิจกรรมในพื้นที่สมองเดียวกัน แต่ตอนนี้การแบ่งส่วนที่ละเอียดของพื้นที่สมองช่วยให้การเปรียบเทียบดีขึ้น

แผนที่สมองยังมีแอปพลิเคชั่นที่ใช้งานได้จริงสำหรับศัลยกรรมประสาท ปัจจุบันศัลยแพทย์ใช้ระบบ stereotaxic (3D) พิกัดเพื่อกำหนดและทำงานในบริเวณสมองที่เฉพาะเจาะจง แต่สิ่งนี้ไม่เหมาะเนื่องจากพื้นที่สมองแตกต่างจากคนสู่คน อัลกอริทึมที่ใช้ในการสร้างแอตลาสใหม่อาจถูกนำมาใช้เพื่อปรับแต่งแผนที่ส่วนบุคคลเพื่อช่วยแนะนำการผ่าตัดโดยเฉพาะ

การจัดหมวดหมู่เพิ่มเติม

อาจเป็นไปได้ว่าสมองอาจถูกแบ่งออกเป็นส่วนย่อย ๆ มากกว่า 180 ที่ได้อธิบายไปแล้ว เมื่อเทคโนโลยีการถ่ายภาพดีขึ้นเราอาจค้นพบภูมิภาคย่อยที่แตกต่างเพิ่มเติมซึ่งเชี่ยวชาญในการแต่งหน้าหรือกิจกรรมของพวกเขา

แต่นักวิจัยยังเชื่อว่าพื้นที่ที่ถูกแมปใหม่บางแห่งอาจถูกค้นพบในภายหลังว่าเป็นพื้นที่ย่อยโดยอ้างถึงเยื่อหุ้มเซลล์ somatosensory หลักเป็นตัวอย่าง เยื่อหุ้มสมองนี้เกิดขึ้นจากสิ่งที่เรียกว่า somatotopic sub-พื้นที่ซึ่งเป็นบริเวณสมองที่สอดคล้องกันสำหรับจุดรับประสาทสัมผัสที่ส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย

และกลุ่มต่าง ๆ ก็เริ่มต้นขึ้น แผนที่โครงสร้างจีโนม ของภูมิภาคสมองที่แตกต่างกัน การค้นพบใหม่เหล่านี้ร่วมกันจะนำไปสู่แผนที่รายละเอียดของสมองมนุษย์ทั้งหมด

Pankaj Sah, ผู้อำนวยการ - Queensland Brain Institute, มหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์ งานชิ้นนี้ได้รับการประพันธ์โดย Donna Lu นักเขียนวิทยาศาสตร์ที่ Queensland Brain Institute

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.