Pátek 3. února 2023, svátek má Blažej
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Pátek 3. února 2023 Blažej

„Nový lidský mozek“: Vědci v našich hlavách objevili 97 nových oblastí

aktualizováno  14:13
Mezinárodní tým vědců zveřejnil zatím nejpodrobnější mapu lidského mozku. Pomocí magnetické rezonance a pokročilých technik analýzy obrazu našli vědci 180 oblastí na hemisféru se specifickými úkoly, z toho 97 z nich jsou oblasti nově definované.
3D snímek lidského mozku získaný magnetickou rezonancí (ilustrační snímek)

3D snímek lidského mozku získaný magnetickou rezonancí (ilustrační snímek) | foto: Profimedia.cz

Mapa mozku

V roce 1909 sestavil německý neurolog Krobinian Brodmann mapu mozku. Identifikoval tehdy 52 oblastí.

Oblasti mozku definované Korbinianem Brodmannem

O sto let později znali neurologové 83 oblastí.

Nový výzkum v rámci Human Connectome Project identifikoval celkem 180 oblastí, přidal tedy 97 nových.

Už od pátého století před naším letopočtem se objevovaly hypotézy o tom, že právě mozek je zodpovědný za naše myšlenkové procesy a řízení celého těla. Přesto trvalo více než dva tisíce let, než se lékaři dokázali podívat do naší hlavy podrobněji a začali popisovat odlišné funkce jednotlivých částí lidského mozku. Zpočátku to byly pokusy na zvířatech a pitvy, později také doplňkové lékařské experimenty s pacienty, kteří utrpěli zranění hlavy a prošli například operací mozku.

V posledních letech se zkoumání mozku zpřesnilo díky magnetické rezonanci a dalším metodám, které umožňují studium mozku v reálném čase, a to dokonce za plného vědomí pacienta. Vědci tak mohou poprvé zkoumat i na zdravých jedincích, jak se různé úkoly projeví přímo aktivitou různých částí mozku.

Právě této technologie využili i autoři studie publikované v prestižním časopise Nature (k dispozici on-line, celý text k nahlédunití například při prokliku z BBC). „Porozumět neuvěřitelně komplexní lidské mozkové kůře vyžaduje mapu neboli rozčlenění jejích hlavních částí, tzv. korových oblastí,“ píše tým autorů z USA, Velké Británie a Nizozemska. „Za použití snímků multimodální magnetické rezonance pořízených v rámci projektu Human Connectome Project a poloautomatického neuroanatomického přístupu jsme identifikovali 180 oblastí v každé hemisféře, které jsou strukturálně a funkčně odlišitelné.

„Je to výsledek gigantického úsilí doktorů Matthewa Glassera a Davida Van Essena, kteří nejenže manuálně popsali mozkové oblasti, ale také zkombinovali všechny zdroje informací, na kterých jsme pracovali, a využili tak neuvěřitelně podrobné a kvalitní snímky mozku, které jsou výsledkem nejmodernějších měřicích procesů,“ řekla pro BBC Emma Robinsonová, jedna ze spoluautorek studie.

S mapováním mozku pomohla i umělá inteligence

V první části výzkumu se v laboratořích vystřídalo 210 dobrovolníků. Vědci nejprve nabrali vstupní data. Použili magnetickou rezonanci, měření nervových zakončení, měření mozkové aktivity, měření množství myelinu (protein, který tvoří základ bílé hmoty mozku) a další metody. Všechna tato měření probíhala na zdravých jedincích při plném vědomí a v reálném čase. Lidé během měření prováděli různé úkoly a aktivovali tak různé části svých mozků.

Video Nature popisující mapování mozku:

Poté vědci využili speciální algoritmy, které „obtáhly“ případné hranice jednotlivých mozkových oblastí. Dva z autorů, specialisté na mozkové struktury, tyto hranice interpretovali na základě soudobého výzkumu.

Kromě toho výzkumníci využili také plně automatizovanou počítačovou neuronovou síť, která se na základě jednotlivých činností a odpovídajících měření učila, které funkční mozkové oblasti jsou všem lidem společné a co jsou naopak individuální reakce.

„Rozparcelování“ mozku na oblasti podle jejich zaměření

Tyto závěry, spojující automatickou počítačovou analýzu s ruční katalogizací, poté vědci vyzkoušeli na měření v druhé části výzkumu. Dvě stovky nových dobrovolníků prošly stejnými měřeními a vědci sledovali, zda hypotézy formulované v první části výzkumu obstojí. Tedy konkrétně: dokáže nová mapa předpovědět, jak bude mozek reagovat na dané úkoly?

Úspěšnost těchto predikcí byla velmi vysoká. Většinu oblastí se podařilo reprodukovat ve 100 % případů, pouze nepatrné množství mělo reprodukovatelnost menší než 80 %. Celkový průměr byl 98 % v první fázi průzkumu a 96,6 % ve druhé fázi.

Nejlepší mapa ukázala úplně nové oblasti

Nejpodrobnější mapa lidského mozku, jakou kdy vědci vyrobili, je nyní k dispozici v rámci projektu Human Connectome a databáze BALSA. Výzkumníci mohou rovněž zažádat o zaslání všech zdrojových dat (přes 64 TB) projektu Human Connectome a pokusit se replikovat výsledky, případně v datech najít další souvislosti.

Testování úspěšnosti detekce jednotlivých oblastí - žlutá barva v prvních dvou řádcích znamená úspěšnou detekci v rámci skupiny testovaných subjektů

Jaké budou dopady „nové mapy mozku“ v praxi? Okamžitý vliv na lékařskou profesi zřejmě mapa mít nebude: „Ty oblasti, které jsou důležité, už známe: hybnost, řeč, zrak. Nová mapa lépe a pomocí nových technologií definuje to, co již známe,“ říká profesor Vladimír Beneš, přednosta Neurochirurgické a neuroonkologické kliniky 1. LF UK a Ústřední vojenské nemocnice v Praze. „Ale snad nám nové mapy lépe dovolí pochopit globální funkce jako vědomí či paměť. A v budoucnu by mohly pomoci při plánování přístupu do hlubších oblastí mozku.“

Magnetická rezonance je podle Beneše nejlepší diagnostická metoda mozku. „Ovšem funkční vyšetření není zcela spolehlivé. Není přímé, jde o statistický výpočet z dat, nikoliv přímý obraz,“ dodává. Následovat by podle něj měly další výzkumy, které na tuto studii navážou anatomickým a mikroskopickým zkoumáním mozku.

Akutalizace: Doplnili jsme upřesňující informace a video.

Autor:
  • Nejčtenější

Kometa, která se po 50 tisících letech vrací k Zemi, je vidět pouhým okem

Kometa s názvem C/2022 E3, či ZTF, se tento týden na své cestě Sluneční soustavou dostane k Zemi nejblíže. Pro...

ANALÝZA: Západní tanky mají ničení těch ruských v rodném listě

Ukrajinská armáda získá díky západní pomoci moderní tanky a obrněné transportéry standardů NATO. Zatímco na bojišti...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Kapitán letadla měl infarkt. Tragicky havarovalo v poli za Londýnem

Jednu z nejhorších leteckých katastrof zapříčinil infarkt kapitána letadla Trident společnosti British European...

A TOTO VÍTE? Proč mají letadlové lodě ostrov vpravo

Seriál Nad letovou palubu letadlové lodě ční takzvaný ostrov, na němž se ukrývá mimo jiné velitelská věž, navigační můstek a...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

KVÍZ: Postavte se k tomu čelem. Letadla nikdy neomrzí

Úkolem následujícího kvízu je poznat typ letadla na fotografii z čelního pohledu. I když kvíz řada čtenářů magazínu...

Láska je evoluční finta, zamilovanost porucha emocí, říká psycholog Klimeš

Premium Láska je mocná emoce a bezesporu ta nejhezčí. A má hodně podob, které člověka nutí dělat různé věci. Mozkové okruhy...

Ruská lež je ohromná zbraň. Proč je Putin stále oblíbený, líčí reportér Karas

Premium Býval nejdéle sloužícím zahraničním zpravodajem České televize. V Polsku, v Rusku i na Ukrajině strávil Miroslav Karas...

Přání bank je vyslyšeno. Za předčasné splacení hypotéky si lidé připlatí

Premium Pravidla pro předčasné splacení hypotéky se změní. Banky si budou moci účtovat nejen administrativní náklady v...

Smrtící zbraň na ocasech stegosauridů. Bodce pronikaly orgány i kostmi

Stegosauridy máme v našich představách spojené s jejich nápadnými tělními ozdobami v podobě plátů pokrývajících krky,...

Český fyzik: Jaderná fúze může způsobit energetickou revoluci, jež změní svět

Rozstřel Český vědec Milan Holec je součástí týmu, který se postaral o přelomovou událost ve fyzice. Vědcům se totiž v prosinci...

Nejtěžší dinosauři ukazují limity suchozemských živočichů

O tom, že sauropodi představují největší známé po souši se pohybující tvory všech dob, není jistě žádných pochyb....

Astronauti přežijí radiaci s umělým chromozomem, plánuje český geofyzik z NASA

Premium Günther Kletetschka je elitní světový geolog a geofyzik. Nahlíží ovšem i do dalších oborů lidského bádání – analyzuje...

Prosázel a propil 7 milionů korun. Prodal jsem i Českého lva, říká Vondráček

Televizní reportér, novinář a režisér David Vondráček (59) prohrál za celý svůj život v hazardu sedm milionů korun....

Františka Ringo Čecha odvezli do nemocnice. Podle syna měl mrtvici

František Ringo Čech (79) byl v neděli večer podle zdrojů CNN Prima NEWS převezen do pražské Nemocnice Na Homolce....

Žena vypadá jako holčička, lidé zaměňují jejího manžela za tatínka

Třicetiletá Carolyn Fulltzová z USA už je trojnásobnou maminkou, ale stále vypadá jako malá holka. Její o tři roky...

Zemřela herečka Annie Werschingová, královna Borgů i Tess z The Last of Us

V pouhých pětačtyřiceti letech zemřela americká herečka Annie Werschingová. Televizní diváci ji znali jako agentku...

Jágrova expřítelkyně Kopřivová přiznala krizi: Nevím, co bude dál

Ještě nedávno prožívala bývalá modelka Veronika Kopřivová (31) s manželem Miroslavem Dubovickým (31) a jejich roční...