O hartă 3D dezvăluie creierul uman în cel mai mic detaliu

Oamenii de ştiinţă au realizat o hartă 3D care a avut la bază creierul postmortem al unei femei care a decedat la vârsta de 65 de ani.

Harta cunoscută sub numele de Big Brain este disponibilă gratuit şi online şi are o rezoluţe de 20 de microni pe fiecare dintre cele 3 dimensiuni şi prezintă extraordinara arhitectură a creierului în detalii microscopice, oferind astfel oamenilor de ştiinţă un instrument extrem de util pentru studiu.

„Proiectul Big Brain este primul model pe creier realizat vreodată în 3D care, într-adevăr, prezintă un creier uman realist, cu toate celulele şi structurile unui creier uman”, a spus cercetătorul studiului, Karl Zilles de la Centrul de Cercetare Jülich din Germania.

Proiectul a fost realizat de mai mulţi cercetători de la Centrul de Cercetare Jülich şi Progamul de Cooperare în Cercetare Jülich-Aachen.

Big Brain va servi ca un creier de referinţă. Specialiştii cu un singur instrument pot, astfel, descrie creierul la scară microscopică.

Prima hartă detaliată a creierului a fost creată de neurologul german Korbinian Brodmann, la începutul secolului XX. Harta Brodmann a relevat structura detaliată a creierului în doar două dimensiuni. Modele de referinţă pe creier moderne au fost realizate folosind imagistica prin rezonanţa magnetică, însă acestea aveau o rezoluţie de numai 1 milimetru cub. Modelul BigBrain are o rezoluţie de 50 de ori mai bună.

Pentru crearea modelului Big Brain, cercetătorii au folosit un instrument numit microtom, utilizat pentru secţionarea organelor în „felii” foarte subţiri, cu grosimi de ordinul micronilor.

Creierul, înglobat în parafină (pentru a-şi păstra structura în timpul tăierii), a fost secţionat în peste 7000 de „felii”, cu o grosime de numai 20 microni (aproximativ grosimea unei folii alimentare de plastic).

Cercetătorii au montat secţiunile pe plăci speciale şi apoi le-au colorat (prin impregnarea cu coloranţi de laborator), pentru a scoate în evidenţă arhitectura celulară.

Plăcile au fost apoi scanate la rezoluţie mare şi reconsituite cu ajutorul unui supercomputer. Acest proces a necesitat aproximativ 1.000 de ore de muncă.

Deoarece secţiunile creierului sunt foarte fragile, manipularea lor duce la rupturi ale ţesutului. Însă cu ajutorul noilor instrumentele de procesare a imaginii, oamenii de ştiinţă au fost capabili de a repara aceste mici imperfecţiuni în modelul tridimensional.

Noul model va permite cercetătorilor de a modela creierul şi de a studia diferite afecţiuni cerebrale la nivel microscopic. De exemplu, datele obţinute prin diferite tehnici de imagistică vor putea fi integrate cu acest model pentru a oferi o rezoluţie spaţială mai bună.

Dezvoltatorii proiectului BigBrain lucrează în prezent la incorporarea în model a informaţiilor rezultate din studiile moleculare asupra creierului, inclusiv descoperile legate de receptorii chimici sau activitatea unor gene.

Institutul de Ştiinţă al Creierului Allen, din Seattle, SUA, lucrează în prezent la integrarea informaţiilor provenit de la studiile moleculare ale creierului. Totodată, acest Institut, care a realizat hărţi detaliate ale activităţii genelor în creier, la oameni şi şoareci de laborator, ia în considerare o eventuală colaborare cu autorii proiectul BigBrain.

BigBrain oferă o imagine detaliată a creierului prin această hartă 3D, însă, deoarece există mici diferenţe între creierele diferitelor persoane, în viitoarele etape ale proiectului vor trebui făcute eforturi pentru a lua în considerare unele dintre aceste diferenţe, au concluzionat cercetătorii.

Traducere: Ecaterina Pop

Citește și

Spune ce crezi

Adresa de email nu va fi publicata

Acest sit folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.