Čtvrtek 30. března 2023, svátek má Arnošt
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Čtvrtek 30. března 2023 Arnošt

„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.

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

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

Musk a odborníci žádají pozastavení vývoje umělé inteligence, bojí se rizik

Víc než tisíc odborníků na umělou inteligenci a další osobnosti z technologické oblasti včetně Elona Muska žádají v...

Družice Starlink ruší snímky Hubbleova teleskopu, to nejhorší teprve přijde

Projekt družic Starlink, které poskytují internetovou konektivitu z vesmíru, už od začátku budí vášně a znepokojena je...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Noční obloha ukáže hned pětici planet seřazených do oblouku

V úterý večer se má podle astronomů objevit na obloze jeden ze zajímavých úkazů letošního roku. Planety Merkur, Venuše,...

Tyto zvuky znal dříve každý. Poznáte starou techniku pouhým poslechem?

V době, kdy se ve většině elektroniky pohybují maximálně ventilátory, to může někoho překvapit, ale většina...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Ušetřili jsme balík. Šest tipů, jak šikovně využít starý telefon

Průměrně lidé mění chytrý telefon zhruba po necelých čtyřech letech provozu. Mnohé přístroje pak roky leží v šuplíku,...

Starý dům už neprodáte. Unijní směrnice ale může být protiústavní, tvrdí právníci

Premium Zateplování, výměna kotle i oken, solární panely na střechu… Nechcete starý dům opravovat „po evropsku“? Rychle se jej...

Přežila Terezín i Osvětim. Bůh není, takové utrpení by nedopustil, říká

Premium Měla si užívat bezstarostné mládí, namísto toho si musela na kabát přišpendlit židovskou hvězdu. V 15 letech ji...

Hokej se změnil v jatka. Píše o nich i Wikipedie, extraliga se styděla

Premium Jen co se ve zlínském kamrlíku pro rozhodčí potkal Roman Polák s kolegy, hned měli jasno: „Pánové, dnes to může být...

Odhad výsledků voleb funguje jako doporučování filmů na Netflixu, naznačuje AI expert

Rozstřel Systém společnosti Blindspot Solutions dokázal odhadnout výsledek prvního kola prezidentských voleb už po sečtení 15 %...

Kdy opravdu vyhynuli neptačí dinosauři a proč neplatí údaj 65 milionů let

Letos v březnu přijde do kin snímek 65, sci-fi thriller zasazený do doby posledních (neptačích) dinosaurů. Velkolepá...

Expert: V modulárních reaktorech předběhly Čína s Ruskem západní výrobce

Vysíláme Česko by mohlo mít do jedenácti let první malý modulární jaderný reaktor, ryze český pak do dvanácti let. Jeho první...

Expert: Konec zubních kazů? Čeští vědci objevili gen, který zajistí tvrdou sklovinu

Vysíláme V Centru pro fenogenomiku ve Vestci vznikla nejmodernější laboratoř pro práci s vysoce infekčními viry a bakteriemi. Po...

Nervozita roste. Padající Deutsche Bank stáhla dolů korunu i pražskou burzu

Od záchrany problémové švýcarské banky Credit Suisse ještě neuplynul ani týden a investoři opouštějí další potenciální...

Herečka Jenovéfa Boková porodila, z Witowské je nevlastní babička

Jenovéfa Boková a její partner Adam Kolář v pátek odpoledne potvrdili, že herečka a hudebnice už porodila a šťastní...

Horníci leželi na pokojích na břichu. Skrývali erekci. A zrodila se viagra

Modrá pilulka slaví pětadvacet let. Spustila svého druhu kulturní i farmaceutickou revoluci, preformátovala vnímání...

Tom Cruise se dcerou Suri pyšnil. Už ho neviděla deset let, míří na vysokou

Tom Cruise se od roku 2006 do roku 2013 rád ukazoval na veřejnosti s dcerou Suri v náručí. Před deseti lety však ze...

Rozjívené fracky tu nechceme. Kde končí svoboda dětí ve veřejných prostorách?

Vlnu vášní vyvolalo vyjádření pražského bistra, které na sociálních sítích publikovalo pravidla, jak se mají chovat...