Středa 26. února 2020, svátek má Dorota
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Středa 26. února 2020 Dorota

„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) | foto: Profimedia.cz

Mapa mozku

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

Oblasti mozku definované Korbinianem Brodmannem

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.

Mapování mozku fMRI

„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

„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...

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:

Přechod na DVB-T2

Od 27. 11. probíhá postupný přechod na vysílací standard DVB-T2. Proces by měl být dokončen do poloviny roku 2020. Diváci si tak musí pořídit televizi s podporou kódování H.265 (HEVC) nebo starší televizi doplnit vhodným set-top boxem.

  • Nejčtenější

Rolls-Royce chystá jadernou elektrárnu. S cenovou politikou Dacie

Britská společnost Rolls-Royce připravuje projekt menší jaderné elektrárny. Má vyřešit hlavní problém dnešního „jádra“:...

Tyto ženy jste neměli vidět. Na plátně se ukazovaly jen profesionálům

Tyto ženy se objevily na stříbrném plátně doslova v každém kině po celém světě. Přesto jste je pravděpodobně nikdy...

Kopírovat + Vložit. Zemřel vědec, kterému vděčíme za přátelský počítač

Většina dnešních uživatelů počítače zřejmě amerického programátora a matematika Larryho Teslera nezná. Výsledky jeho...

Jak si Tatra podmaňovala vzduch. V rozletu ji srazili Němci

Historie letadel Tatra je krátká, ale slavná. Ve své době hrstka těchto strojů úspěšně bojovala o své místo na nebi....

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Superpřenašeči nejsou. Co říká zatím největší studie epidemie COVID-19

Největší epidemiologická studie koronaviru COVID-19 ukazuje, kdo je nákazou nejvíce ohrožený. Existují také důvody k...

Premium

Která auta jsou skutečně bezpečná? Crash testy versus realita

Setkáváme se s názory, že auta jsou navrhována tak, aby dosáhla dobrých výsledků v nárazových testech. Díky Folksamu...

Premium

Trend u rozvodů: čím dál více dětí končí ve střídavé péči

Neustálé pendlování mezi dvěma domácnostmi dětem škodí, varují odborníci. Ve střídavé péči je v Česku stále více dětí....

Premium

Když je střílečka povinná. Hraju hry a platí mě za to, říká člen týmu Brute

Má k dispozici fitness trenéra, mentálního kouče, psychologa a ve škole individuální studijní plán. Tedy servis...

  • Další z rubriky

Česká firma chce prorazit s přípravkem na posílení imunity

Česká firma Nexars přišla s vlastním přípravkem na posílení imunity. O tom, jak by měl fungovat, mluvil v Rozstřel...

Zasažený Měsíc sedmkrát jinak. Nezvyklý snímek vznikl i díky Čechům

Mimo jiné i práci dvou českých fotografů si vybrala NASA pro koláž, která zachycuje velmi nezvyklou událost z loňského...

Kosti nejvyššího živočicha všech dob byly považovány za kmeny stromů

Moderní zobrazovací a měřicí metody umožnily získat přesnější pohled na jednoho z největších tvorů, který kdy na naší...

Premium

Koronavirus z roku 2003 se povedlo zastavit. Ten nový je však rychlejší

Čínský koronavirus ovládl světové zpravodajství už v roce 2003. Tehdy dostal jméno SARS a zabíjel v 17 zemích světa....

SOUTĚŽ: Vyhrajte vstupenky na veletrh Prodítě
SOUTĚŽ: Vyhrajte vstupenky na veletrh Prodítě

Zúčastněte se 16. ročníku veletrhu Prodítě, který se koná na brněnském výstavišti od 5. do 8. března. Těšit se můžete nejen na nákupy potřeb pro děti za zvýhodněné ceny, ale také na bohatý doprovodný program pro maminky i dětičky.

Vždycky jsem byla obdařenější prsatice, směje se Lucie Benešová

Chtěla domek na Sicílii, ale nakonec si pořídila hezké místo pro stavbu v Jizerských horách. „Mám plno plánů, pořád...

Prodáváte rasistické zákusky, tvrdí zákazníci. Tradiční, brání se výrobce

Čokoládová pusinka, zákusek populární hlavně během německých únorových karnevalů, narazila na odpor kvůli svému...

Hospody, kolo a památky. Orlando Bloom si v Česku užívá se psem i snoubenkou

Orlando Bloom (43) natáčí v české metropoli seriál Carnival Row. Kromě herectví se tu nejčastěji věnuje svému psovi,...

Všichni jste krásní, říká modelka. Předávání cen moderovala zcela nahá

Modelka Ibi Støvingová (45), která moderuje dánskou verzi americké show Naked Attraction, vyvolala pozdvižení...

I po více než osmi letech od vydání je Skyrim králem erotických modifikací

Díky podpoře uživatelských modifikací se kolem Skyrimu vytvořila silná komunita, která svoji modlu neustále vylepšuje....