科学家创建新的地图开发大脑皮层

北卡罗来纳大学医学院的科学家们已经映射人类大脑皮层的年轻的表面以前所未有的决议,揭示重点功能区域的发展从两个月前出生两年后。

据新皮质开发映射,在线的美国国家科学院院刊》上,是一种宝贵的资源对大脑发育和进一步的研究提供了一个强大的新方法来研究大脑发育条件,如自闭症和精神分裂症。

“这些结果为探索提供了重要的参考和理解早期大脑发育的动力学,“李刚说研究高级作者,博士,副教授在北卡罗来纳大学医学院放射学。

该研究的第一作者应黄,李的实验室的博士生。

大脑皮层是大脑一片包装的其余大部分细胞大脑。进化最发达的大脑区域,是人类比其他哺乳动物比例较大,并负责高,人类特有的功能包括语言能力和抽象推理。

怀孕的第三个三个月的头两年的生活是在皮质发展最具活力的时期。在这个区间内皮层增厚明显,增长速度更快的表面积,通过形成复杂的皮质折叠。

中断皮质增厚和扩张与自闭症和在这个阶段精神分裂症。然而,神经科学家没有尽可能详细的了解这个发展阶段。特别是,他们需要更全面的,高分辨率的映射,fetal-to-toddler年龄范围,或“parcellates”发展中皮层分为不同的区域用自己的增长甚面积增长率。

在这项研究中,李和他的同事们进行这样一个映射。他们第一次聚集一组1037年高质量的磁共振成像(MRI)扫描third-trimester-to-two-year婴儿的年龄区间。扫描来自另外两个研究项目,北卡罗来纳大学/学院小连接体项目(BCP)和发展人类连接体项目。团队分析了使用最先进的扫描数据,计算机图像处理方法,本质上皮层表面划分成一个虚拟的网格包含成千上万的微小的圆形区域,并计算表面膨胀率为每个这些区域。

分析与假设的位置才开始大脑结构或功能区域,但这种区域化的大脑变得明显从生成的地图,完全基于不同利率的表面区域扩大。,研究人员定义18个不同的地区,他们发现与已知的相关发展中皮层的功能区域。

“所有这些区域显示表面积急剧扩张在这发展的窗口,每个地区都有一个独特的轨迹,”李说。

地图显示,每个地区倾向于有同样的发展路径作为其对应的皮层的相反的半球。性别差异也是明显的。即使控制了性别差异在整体表面area-male大脑拥有更大的领域有多个区域的差异。例如,内侧前额叶区域在左半球,这被认为是主机注意和工作记忆等重要功能,成为了男性比例较大的早期产后生活的第二年。

分析还显示,皮质表面面积扩张的模式在这个早期的生活非常不同于皮质厚度的模式发展,表明这两个大脑发育的措施涉及不同的机制。

总之,李说,映射为大脑发育提供了基础性的新见解。

他现在和他的团队计划扩展这种方法在早期对MRI扫描数据集开始和结束在旧。他们也希望最终研究扫描数据集覆盖的孩子自闭症谱或其他神经发育条件。这种分析不仅可以提供线索,这些条件的起源,而且早期迹象或生物标记的识别,在未来可以用来管理早期和更有效的治疗。

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