绘制下皮层,大脑最古老的部分

绘制下皮层,大脑最古老的部分
从1000人身上获得的脑部扫描被用来绘制人类大脑中进化最古老的部分之一的图谱。资料来源:墨尔本大学

我们大脑中进化最古老的部分是我们所知最少的部分。

人类的下皮层位于脑深部大脑的中枢负责处理从基本感官到长期记忆的一切。

下皮层功能障碍与许多大脑和精神健康疾病有关,包括亨廷顿舞蹈症和帕金森病,精神分裂症和抑郁症。

我们的新研究发表在自然神经科学他揭示了一种新的人类皮层下的大脑图谱,揭示了一个令人惊讶的复杂的层次结构和27个新的皮层下区域。

绘制未知的地图

大脑制图是为大脑绘制地图的古老科学。

自19世纪以来,大脑制图师主要专注于绘制人类大脑最外层(即大脑皮层)的区域、区域和网络。

这使得下皮层成为一个未知的领域。

由于缺乏皮层下图谱,许多试图绘制大脑接线图(即人类连接体)的尝试往往不包括皮层下。

此外,选择靶向皮质下样病灶的最佳病灶位置(DBS) -需要详细的皮层下图谱,以实现精确的靶向。

这包括在病人的大脑中植入电极,用电刺激皮层下的目标,以治疗帕金森病、癫痫和几种神经精神疾病的症状。

在没有地图集的情况下,确定增产目标具有挑战性。

我们的团队使用高分辨率功能性磁共振成像(MRI)扫描了1000多人,绘制了迄今为止最详细的皮层下图谱。

绘制下皮层,大脑最古老的部分
我们的新图集揭示了一个横跨四个层次的惊人复杂的组织架构。资料来源:墨尔本大学

皮层下的结构

我们的研究小组发现了人类皮层下的27个新区域,每个区域都有不同的边界,并与不同的功能相关。

但我们的新地图集揭示了一个令人震惊的复杂组织架构,横跨四个层次。

令人惊讶的是,当人们在大脑扫描期间被要求从事需要认知的任务时,分隔某些区域的边界发生了变化。

这意味着皮层下的这些区域和区域是动态的,可以根据个人的行为和思想重新组织。

新的地图集代表了几年来绘制人类大脑剩余未知领域之一的功能区域的工作。

由人类连接组项目提供的高质量脑部扫描使该图谱成为可能,最初是使用3特斯拉核磁共振扫描仪(这是大多数医院放射科常见的扫描仪类型)的脑部扫描绘制的。

我们的研究使用高场强7特斯拉扫描仪重现了地图集,以前所未有的细节揭示了新区域。

至关重要的是,皮层下图谱为神经科学家研究大脑皮层下在健康和疾病中的功能提供了新的机会。

绘制边界和边界

就像世界地图集对过去的环球航行者至关重要一样,大脑地图集对神经外科医生导航皮层下以植入用于深度脑刺激(DBS)和其他靶向治疗的电极也至关重要。

尽管航海者依赖于六分仪和手绘地图,但现代大脑制图技术利用了大脑核磁共振扫描和先进的计算技术。

绘制下皮层,大脑最古老的部分
下皮层的特定区域和区域与大脑的其他部分相连,形成全脑网络。资料来源:墨尔本大学

也就是说,基本原则或多或少是相同的,涉及到在大脑结构和连接模式的突变位置划定边界。

新的皮层下图谱的前所未有的分辨率可以帮助向高度特异性的皮层下区域提供靶向治疗。

该图谱目前用于我们正在进行的一种新型经颅磁刺激(TMS)治疗强迫症(OCD)的临床试验中识别治疗靶点。

强迫症与我们大脑图谱中一个被称为纹状体的关键区域的变化有关,所以我们的目标是将经颅磁刺激疗法瞄准与该区域紧密相连的皮层区域。

如果没有精确的地图,TMS和其他精确治疗的目标可能是具有挑战性的,如果不是不可能的话。

值得注意的是,下皮层是大脑的中央守门人,调节大脑外层和身体其他部分之间的输入和输出信息。

我们的图谱揭示了下皮层的特定区域和区域如何与大脑的其他部分相连,并形成全脑网络,协调从认知功能到感觉和运动处理的一切。

虽然皮层下与大脑外层在空间上有一定距离,但我们发现,新发现的27个皮层下区域中的每一个都显示出与大脑皮层特定部分高度同步的活动模式。

它展示了大脑不同部分相互连接形成网络的程度。

我们的新地图集以前所未有的细节描绘了人类大脑中一个重要的、以前未知的部分,但它也揭示了我们对大脑的复杂性还有多少尚未了解的地方。


进一步探索

记忆的基因特征

更多信息:叶天等。用功能连接梯度揭示了人类皮层下的地形组织,自然神经科学(2020)。DOI: 10.1038 / s41593 - 020 - 00711 - 6
期刊信息: 自然神经科学

所提供的墨尔本大学
引用:绘制大脑皮层下,大脑最古老的部分(2020,10月6日)于2022年8月22日从//www.pyrotek-europe.com/news/2020-10-subcortex-ancient-brain.html检索
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