„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.

Nejčtenější

KVÍZ: Znáte legendární i obyčejnější výrobky československých továren?

Vyzkoušejte si, jak znáte slavné i méně slavné zástupce československé techniky. V kvízu se zaměříme na dopravní prostředky.

Kam se hrabe Válka skladů. Vykládali jsme náhradní díly na unikátní bombardér

Letošní Aviatická pouť představila Česku nový přírůstek podhořanské letecké sbírky R.A.F. Station Czechoslovakia – britský bombardér Avro Anson, který je jediným letuschopným exemplářem verze Mk. I...

Parní lokomotivy s budkou na přídi nepůsobily uklidňujícím dojmem

Parní lokomotivy se stavěly i s kabinou vpředu. Výhodou byl výtečný výhled strojvedoucího, to se s klasikou vůbec nedalo srovnat. Druhá zásadní výhoda přicházela ke slovu při jízdě v dlouhých...

Apple uvedl „tekuté sklo“, zcela mění design systému pro všechna zařízení

Technologický gigant Apple se rozhodl zcela přepracovat vizáž operačního systému pro všechna svá zařízení. Je to největší změna designu od roku 2013, kdy byl představen systém iOS 7. Soustředí se na...

Byli jsme uvnitř bombardéru. Unikátní Avro Anson představí Aviatická pouť

Pokud počasí dovolí, bude to na severní polokouli první představení jediného letuschopného bombardéru Avro Anson původní verze Mk.I na světě. Již tuto sobotu 7. června má přiletět na Aviatickou pouť...

AI udělala chybu za miliardu dolarů. Zapamatovala si celé knihy. Hrozí soud

Velké jazykové modely na pozadí všelijakých chatbotů se často učí na datech chráněných autorských zákonem. Podle svých vývojářů se pohybují v mezích zákona. Umělá inteligence totiž z absorbovaného...

13. června 2025  9:42,  aktualizováno  9:42

Slavný konstruktér vytvořil unikátní sluchátka, zvuk ovlivníte boltci

Vyzkoušeli jsme první „open-around ear“ sluchátka na trhu. Slibují neslýchané podání hudebního prostoru a pocit, jako by zdroj zvuku stál přímo před posluchačem. Podařilo se, nebo se na inovativní...

13. června 2025

Oficiální aerotaxi olympiády 2028 zařídí stroj s podivnými vrtulemi

Pod pojmem aerotaxi si v současnosti představíme nejspíš běžné vrtulníky, které dopraví člověka z jednoho místa ve městě na druhé. Stále víc ale chtějí do této oblasti proniknout nové koncepty. Jeden...

13. června 2025

Podívejte se do tváře sv. Václava. Takto měl před tisícem let vypadat

Postup, kdy vědci využijí lebku jako základ pro modelování pravděpodobného vzhledu tváře dávno mrtvého člověka, není nový. Mezinárodní tým se už takto pokoušel přiblížit vzhled několika historických...

12. června 2025  15:39

Armáda snila před 100 lety o bombardéru. Projekt Aera skončil neúspěchem

Dne 12. června 1925 vzlétl z letiště ve Kbelích první československý dvoumotorový bombardér domácí konstrukce – Aero A-24. Lidové noviny slavily technický úspěch i soběstačnost mladého státu. Jenže...

12. června 2025

Tuto změnu pocítí každý. Prohlížeče, jak je známe, možná brzy skončí

Internetové prohlížeče se od svého prvního široce rozšířeného nástroje na brouzdání webovými stránkami Mosaicem značně posunuly, ale stále je jejich primárním cílem dostat uživatele na požadovanou...

12. června 2025

Mobil vás odposlouchává nonstop. AI může řídit nákupy, práci i volný čas, líčí expert

Premium

Jsme svědky nové převratné revoluce. Zatímco před dvěma stovkami let nahradila pára lidské svaly, tentokrát umělá inteligence supluje lidský mozek. „Změny budou mnohem rychlejší, než si dovedeme...

11. června 2025

Říkej si, co chceš, ale nebude tě slyšet. To má být budoucnost svobody slova

Šéfka mikroblogovacího systému Bluesky poskytla obsáhlé interview webu Wired.com. Mimo jiné v něm zmínila i zásadu, kterou se hodlá řídit v oblasti svobody slova. Kupodivu připomíná deklarovaný...

11. června 2025  15:32

Únik kyslíku zastavil soukromou vesmírnou misi s účastí Maďara a Poláka

Mise Ax-4 k Mezinárodní vesmírné stanici byla odložena kvůli úniku tekutého kyslíku LOX. Vedle Američanky a Inda se měl do vesmírného prostoru dostat teprve druhý dobyvatel vesmíru z Polska a třetí z...

11. června 2025  8:50

Slavná letadlová loď Enterprise jde do šrotu. Bude to náročná operace

Osud nejstarší americké letadlové lodě s jaderným pohonem je definitivně zpečetěn. Námořnictvo podepsalo kontrakt na její demontáž. Část recyklované ocele skončí v novém plavidle stejného jména.

11. června 2025

Parní lokomotivy s budkou na přídi nepůsobily uklidňujícím dojmem

Parní lokomotivy se stavěly i s kabinou vpředu. Výhodou byl výtečný výhled strojvedoucího, to se s klasikou vůbec nedalo srovnat. Druhá zásadní výhoda přicházela ke slovu při jízdě v dlouhých...

11. června 2025

ChatGPT se po půlce dne vrací k funkčnosti stejně jako generátor videí

V úterý 10. června se společnost OpenAI potýká se zhoršenou dostupností některých svých jazykových modelů. Jak ukazují statistiky serverů, kam uživatelé nahlašují problémy s internetovými službami a...

10. června 2025  16:05,  aktualizováno  21:18
Nastavte si velikost písma, podle vašich preferencí.