Mapování mozku - Brain mapping

Tento článek je o mapování mozku. Pro širší pokrytí viz Nástin mapování mozku.
Mapování mozku
PletivoD001931

Mapování mozku je sada neurovědy techniky založené na mapování (biologických) veličin nebo vlastností na prostorové reprezentace (člověka nebo člověka) mozek což má za následek mapy.

Podle definice stanovené v roce 2013 do Společnost pro mapování mozku a terapeutika (SBMT) je mapování mozku specificky definováno, souhrnně, jako studie anatomie a funkce mozku a mícha prostřednictvím použití zobrazování, imunohistochemie, molekulární & optogenetika, kmenová buňka a buněčná biologie, inženýrství, neurofyziologie a nanotechnologie.

Přehled

Všechno neuroimaging je považován za součást mapování mozku. Mapování mozku lze chápat jako vyšší formu neuroimagingu, produkující mozkové obrazy doplněné o výsledek dalšího (zobrazovacího nebo nezobrazovacího) zpracování nebo analýzy dat, jako jsou mapy promítající (měření) chování do oblastí mozku (viz fMRI ). Jedna taková mapa, zvaná a connectogram, zobrazuje kortikální oblasti kolem kruhu, organizované laloky. Soustředné kruhy uvnitř kruhu představují různá běžná neurologická měření, jako je tloušťka kortikální oblasti nebo zakřivení. Ve středu kruhů čáry představující vlákna bílé hmoty ilustrují spojení mezi kortikálními oblastmi váženými frakční anizotropie a síla spojení.[1] Při vyšším rozlišení se nazývají mozkové mapy konektomy. Tyto mapy začleňují jednotlivá neurální spojení v mozku a jsou často prezentovány jako schémata zapojení.[2]

Techniky mapování mozku se neustále vyvíjejí a spoléhají na vývoj a zdokonalování technik získávání, reprezentace, analýzy, vizualizace a interpretace obrazu.[3] Funkční a strukturální neuroimaging je jádrem mapovacího aspektu mapování mozku.

Někteří vědci kritizovali tvrzení založená na mozkovém obrazu, která byla učiněna v vědecké časopisy a populární tisk, jako objev „části zodpovědné za mozek“, jako je láska nebo hudební schopnosti nebo konkrétní paměť. Mnoho mapovacích technik má relativně nízké rozlišení, včetně stovek tisíc neuronů v jednom voxel. Mnoho funkcí zahrnuje také více částí mozku, což znamená, že tento typ tvrzení je pravděpodobně neověřitelný použitým vybavením a obecně je založen na nesprávném předpokladu o rozdělení funkcí mozku. Je možné, že většina mozkových funkcí bude správně popsána až poté, co budou změřena mnohem jemnějšími měřeními, která se nedívají na velké oblasti, ale na velmi velké množství drobných jednotlivých mozkových obvodů. Mnoho z těchto studií má také technické problémy, jako je malá velikost vzorku nebo špatná kalibrace zařízení, což znamená, že je nelze reprodukovat - úvahy, které jsou někdy ignorovány, aby vytvořily senzační článek v deníku nebo titulek zprávy. V některých případech se techniky mapování mozku používají pro komerční účely, detekci lži nebo lékařskou diagnózu způsoby, které nebyly vědecky ověřeny.[4][stránka potřebná ]

Dějiny

Na konci 80. let byl ve Spojených státech pověřen Institute of Medicine of the National Academy of Science k ustavení panelu, který by prozkoumal význam integrace neurovědeckých informací napříč různými technikami.[5][stránka potřebná ]

Specifického zájmu je použití strukturálních a funkční zobrazování magnetickou rezonancí (fMRI), difúzní MRI (dMRI), magnetoencefalografie (MEG), elektroencefalografie (EEG ), pozitronová emisní tomografie (PET), Spektroskopie blízké infračervené oblasti (NIRS) a další neinvazivní skenovací techniky k mapování anatomie, fyziologie, prokrvení, funkce a fenotypy lidského mozku. Zdravé i zdravé nemocný mozky mohou být mapovány ke studiu Paměť, učení se, stárnutí, a lék účinky u různých populací, jako jsou lidé s schizofrenie, autismus, a klinická deprese. To vedlo k založení Projekt lidského mozku.[6][stránka potřebná ] Může být také zásadní pro pochopení traumatických poranění mozku (jako v případě Phineas Gage)[7] a zlepšení léčby poranění mozku.[8]

Po sérii setkání se vyvinulo Mezinárodní konsorcium pro mapování mozku (ICBM).[9][stránka potřebná ] Konečným cílem je vyvinout flexibilní výpočetní atlasy mozku.

Dne 5. května 2010 Nejvyšší soud v Indii (Smt. Selvi vs. stát Karnataka) prohlásil mapování mozku, testy detektoru lži a narkoanalýzu za protiústavní, čímž porušil čl. 20 odst. 3 základních práv. Tyto techniky nelze u žádného jednotlivce provádět energicky a je třeba s nimi souhlasit. Pokud jsou prováděny se souhlasem, je takto získaný materiál považován za důkaz během soudního řízení podle § 27 zákona o důkazech.[10]

Aktuální nástroje Atlas

Plná definice SBMT

Mapování mozku je studium anatomie a funkce mozku a míchy pomocí zobrazovacích metod (včetně intraoperačního, mikroskopického, endoskopického a multimodálního zobrazování), imunohistochemie, molekulární a optogenetiky, kmenových buněk a buněčné biologie, inženýrství (materiál , elektrická a biomedicínská), neurofyziologie a nanotechnologie.

Viz také

Reference

  1. ^ Irimia, Andrei; Chambers, Micah C .; Torgerson, Carinna M .; Horn, John D. (2012). „Kruhová reprezentace lidských kortikálních sítí pro konekomickou vizualizaci na úrovni subjektu a populace“. NeuroImage. 60 (2): 1340–51. doi:10.1016 / j.neuroimage.2012.01.107. PMC  3594415. PMID  22305988.
  2. ^ Shi, Y (květen 2017). „Connectome imaging for mapping human brain draways“. Příroda. 22 (9): 1230–1240. doi:10.1038 / mp.2017.92. PMC  5568931. PMID  28461700.
  3. ^ Kambara, T; Sood, S; Alqatan, Z; Klingert, C; Ratnam, D; Hayakawa, A; Nakai, Y; Luat, AF; Agarwal, R; Rothermel, R; Asano, E (2018). „Mapování předurgického jazyka pomocí aktivity vysoké gama související s událostmi: postup v Detroitu“. Clin Neurophysiol. 129 (1): 145–154. doi:10.1016 / j.clinph.2017.10.018. PMC  5744878. PMID  29190521.
  4. ^ Satel, Sally L .; Lilienfeld, Scott O. (2015). Brainwashed: Svůdná výzva Mindless Neuroscience. New York: Základní knihy (Perseus Book Group). ISBN  978-0465062911.
  5. ^ Pechura, Constance M .; Martin, Joseph B. (1991). Mapování mozku a jeho funkcí: integrace umožňujících technologií do výzkumu neurovědy. Institute of Medicine (USA). Výbor pro národní databázi neurálních obvodů. doi:10.17226/1816. ISBN  978-0-309-04497-4. PMID  25121208.
  6. ^ Koslow, Stephen H .; Huerta, Michael F., eds. (1997). Neuroinformatika: Přehled projektu lidského mozku. Mahwah, New Jersey: L. Eribaum. ISBN  9781134798421.
  7. ^ Van Horn, John Darrell; Irimia, Andrei; Torgerson, Carinna M .; Chambers, Micah C .; Kikinis, Ron; Toga, Arthur W. (2012). Sporns, Olaf (ed.). „Mapování poškození konektivity v případě Phineas Gage“. PLOS ONE. 7 (5): e37454. Bibcode:2012PLoSO ... 737454V. doi:10.1371 / journal.pone.0037454. PMC  3353935. PMID  22616011.
  8. ^ Irimia, Andrei; Chambers, Micah C .; Torgerson, Carinna M .; Filippou, Maria; Hovda, David A .; Alger, Jeffry R .; Gerig, Guido; Toga, Arthur W .; Vespa, Paul M .; Kikinis, Ron; Van Horn, John D. (2012). „Vizualizace Connectomics šitá na míru pacientům pro hodnocení atrofie bílé hmoty při traumatickém poranění mozku“. Hranice v neurologii. 3: 10. doi:10.3389 / fneur.2012.00010. PMC  3275792. PMID  22363313.
  9. ^ Toga, Arthur W .; Mazziotta, John C., eds. (2002). Mapování mozku: Metody. Svazek 1. Akademický tisk (Elsevier Science). ISBN  978-0-12-693019-1.
  10. ^ Math, SB (2011). „Rozsudek Nejvyššího soudu o polygrafu, narkoanalýze a mapování mozku: požehnání nebo zkáza“. Indian J. Med. Res. 134: 4–7. PMC  3171915. PMID  21808125.
  11. ^ Atlas celého mozku na Harvardu Archivováno 2016-01-18 na Wayback Machine
  12. ^ Serag, Ahmed; Aljabar, Paul; Ball, Gareth; Counsell, Serena J .; Boardman, James P .; Rutherford, Mary A .; Edwards, A. David; Hajnal, Joseph V .; Rueckert, Daniel (2012). "Konstrukce konzistentního časoprostorového atlasu vyvíjejícího se mozku s vysokým rozlišením pomocí adaptivní regrese jádra". NeuroImage. 59 (3): 2255–65. doi:10.1016 / j.neuroimage.2011.09.062. PMID  21985910. S2CID  9747334.

Další čtení

  • Rita Carter (1998). Mapování mysli.
  • F.J. Chen (2006). Mapování mozku a jazyk
  • F.J. Chen (2006). Zaměřte se na výzkum mapování mozku.
  • F.J. Chen (2006). Trendy ve výzkumu mapování mozku.
  • F.J. Chen (2006). Pokrok ve výzkumu mapování mozku.
  • Koichi Hirata (2002). Nedávné pokroky v mapování lidského mozku: sborník z 12. světového kongresu Mezinárodní společnosti pro elektromagnetickou topografii mozku (ISBET 2001).
  • Konrad Maurer a Thomas Dierks (1991). Atlas mapování mozku: Topografické mapování Eeg a evokovaných potenciálů.
  • Konrad Maurer (1989). Topografické mapování mozku Eeg a vyvolaných potenciálů.
  • Arthur W. Toga a John C. Mazziotta (2002). Mapování mozku: Metody.
  • Tatsuhiko Yuasa, James Prichard a S. Ogawa (1998). Současný pokrok v mapování funkčních mozků: věda a aplikace.

externí odkazy