Et team av amerikanske forskere har kartlagt hjernebarken i 180 distinkte regioner. fra shutterstock.com Pankaj Sah, Universitetet i Queensland

En stor nyhet for nevrovitenskap, et team av amerikanske forskere nylig kartla menneskehjernens ytterste lag, hjernebarken, i 180 forskjellige regioner.

Bruk av bildedata fra Human Connectome-prosjekt – et amerikansk regjeringsledet initiativ for å kartlegge hjernens strukturelle og funksjonelle forbindelser – nevrovitenskapsmenn analyserte hjernen til 210 friske unge voksne. Resultatet ble et moderne atlas over den menneskelige hjernen, hvorav 97 områder aldri har blitt beskrevet før.

Hjernebarken er det foldede ytre laget som gir hjernen dens karakteristiske rynkete utseende. Den er delt inn i venstre og høyre halvkule.

Den primære somatosensoriske cortex er hovedområdet som er ansvarlig for vår følesans. Wikimedia Commons/BodyParts3D - endret, CC BY-SA

Vi vet at spesifikke regioner i cortex er ansvarlige for forskjellige roller. Den primære somatosensoriske cortex, som ligger i et vertikalt spor mot midten av hjernen, er for eksempel hovedområdet som er ansvarlig for vår berøringssans.

Det meste av det vi forstår om hjernens detaljerte arkitektur kommer fra gnagerstudier. Mens hjerner til rotter, mus og primater (oss) stort sett er like i struktur, har de tydelige forskjeller.

I motsetning til gnagere har mennesker en stor prefrontal cortex, området som er ansvarlig for høyere utøvende funksjoner som beslutningstaking. Vi kommuniserer også gjennom språk og har som sådan spesifikke behandlingsområder som er ansvarlige for både å skape tale og forstå den.

Frenologi hevdet at personlighetstrekk var lokalisert i bestemte deler av hjernen. Wikimedia Commons

Forbedringer i teknikker inkludert funksjonell magnetisk resonansavbildning (fMRI) – som måler hjerneaktivitet ved å oppdage endringer i blodstrømmen – har gjort oss i stand til å avbilde levende hjerner i sanntid med enestående detaljer.

Det eldgamle nevrovitenskapsmålet

Kartlegging av hjernen har vært et mål i århundrer, og dateres tilbake til den pseudovitenskapelige disiplinen frenologi på 19-tallet, som hevdet at personlighetstrekk var lokalisert i bestemte deler av hjernen.

Tilhengere ville måle hodeskallen over et tilsvarende hjerneområde for å bestemme for eksempel hvor samvittighetsfull, velvillig eller stridbar en person var.

For mer enn et århundre siden klassifiserte den tyske anatomen Korbinian Brodmann hjernen i spesifikke områder basert på strukturen og organiseringen av cellene i hver region. Til nå var dette det allment aksepterte kartet over hjerneregioner, kjent som Brodmanns områder.

I den nye studien brukte forskere en kombinasjon av forskjellige MR-bilder for å kartlegge hjerneområder som er forskjellige i struktur og funksjon. De så på fysisk struktur, som tykkelsen på cortex, hvilke områder som ble aktivert under visse oppgaver og om denne aktiviteten var koordinert med aktivitet i andre regioner.

Noen områder var hovedsakelig assosiert med en enkelt funksjon, for eksempel visuell prosessering eller bevegelse. Men mange områder var det ikke. Faktisk fant forskere ut at nettverk av regioner er aktivert selv når hjernen er i hviletilstand - når ingen eksplisitt oppgave utføres.

Et detaljert hjernekart – hva så?

Den nylig kartlagte hjernen er et landemerke for nevrovitenskap. Et oppdatert hjerneatlas vil gi større innsikt i hvordan hjernen kontrollerer atferd og hvordan lidelser i visse regioner bidrar til hjernesykdommer.

Til nå var Brodmanns versjon det allment aksepterte kartet over hjerneregioner. Wikimedia Commons

Mens gnagerhjerneatlas stammer fra innavlede dyrestammer som varierer lite i hjerneanatomien, er individuell variasjon hos mennesker vanlig. Det er forskjeller mellom anatomien til en persons egen venstre og høyre hjernehalvdel, enn si de anatomiske forskjellene mellom individer av forskjellige aldre og kjønn.

For eksempel kan en Nylig studie av 1,400-folk fant venstre hippocampus, et område assosiert med hukommelse, vanligvis var større hos menn enn hos kvinner.

På grunn av denne variasjonen har det historisk vært vanskelig å sammenligne resultater fra separate hjerneavbildningsstudier og være sikker på at skanningene viser aktivitet i samme hjerneområde. Men nå tillater de finere inndelingene av hjerneregioner bedre sammenligninger.

Hjernekartet har også praktiske anvendelser for nevrokirurgi. For tiden bruker kirurger et system med stereotaksiske (3D) koordinater for å bestemme og operere på spesifikke hjerneregioner. Men dette er ikke ideelt siden hjerneregionene er forskjellige fra person til person. Algoritmen som ble brukt til å lage det nye atlaset kan nå brukes til å tilpasse individuelle kart for å hjelpe kirurgi mer spesifikt.

Ytterligere kategorisering

Det er sannsynlig at hjernen kan være ytterligere oppdelt i enda flere regioner enn de 180 som allerede er beskrevet. Etter hvert som bildeteknologien forbedres, kan vi oppdage flere distinkte underregioner som spesialiserer seg på deres makeup eller aktivitet.

Men forskerne tror også at noen av de nylig kartlagte områdene senere kan bli funnet å være underområder, og nevner den primære somatosensoriske cortex som et eksempel. Denne cortex er dannet av det som kalles somatotopiske underområder, som er hjerneregioner som korresponderer punkt for punkt til sensoriske reseptorer i forskjellige deler av kroppen.

Og forskjellige grupper begynner å kartlegge den genomiske arkitekturen av forskjellige hjerneregioner. Sammen vil disse nye funnene føre til et detaljert kart over hele den menneskelige hjernen.

Pankaj Sah, direktør - Queensland Brain Institute, University of Queensland, Dette stykket ble medforfatter av Donna Lu, en vitenskapsforfatter ved Queensland Brain Institute.

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.