Проект Human Connectome - Human Connectome Project
Человеческий Проект Коннекта ( HCP ) является пятилетним проектом спонсируемый шестнадцатью компонентов Национальных институтов здравоохранения , раскол между двумя консорциумами научно - исследовательскими институтами. Проект был запущен в июле 2009 года как первая из трех грандиозных задач проекта NIH по нейробиологическим исследованиям. 15 сентября 2010 года NIH объявил, что выделит два гранта: 30 миллионов долларов в течение пяти лет консорциуму во главе с Вашингтонским университетом в Сент-Луисе и Университетом Миннесоты при значительном вкладе Оксфордского университета (FMRIB) и более 8,5 миллионов долларов США. три года консорциуму во главе с Гарвардским университетом , Массачусетской больницей общего профиля и Калифорнийским университетом в Лос-Анджелесе .
Целью проекта Human Connectome является создание «сетевой карты» ( коннектома ), которая прольет свет на анатомические и функциональные связи в здоровом человеческом мозгу , а также для получения совокупности данных, которые будут способствовать исследованиям заболеваний головного мозга. такие как дислексия , аутизм , болезнь Альцгеймера и шизофрения .
Консорциум WU-Minn-Oxford
Консорциум WU-Minn-Oxford разработал улучшенное оборудование для МРТ, получение изображений и методы анализа изображений для картирования связности в человеческом мозгу при пространственном разрешении, значительно лучше, чем это было доступно ранее; Используя эти методы, консорциум WU-Minn-Oxford собрал большой объем МРТ и поведенческих данных у 1200 здоровых взрослых - пар близнецов и их братьев и сестер из 300 семей - с помощью специального прибора МРТ 3 Тесла. Кроме того, он просканировал 184 объекта из этого пула при мощности 7 Тесла с более высоким пространственным разрешением. Данные анализируются, чтобы показать анатомические и функциональные связи между частями мозга каждого человека, и будут связаны с данными поведенческих тестов. Сравнение коннектомов и генетических данных генетически идентичных близнецов с разнояйцевыми близнецами покажет относительный вклад генов и окружающей среды в формирование мозговых цепей и выявит соответствующие генетические вариации . Карты также прольют свет на то, как организованы мозговые сети.
Используя комбинацию неинвазивных технологий визуализации , включая фМРТ в состоянии покоя и функциональную МРТ , МЭГ и ЭЭГ , а также диффузионную МРТ , WU-Minn будет картировать коннектомы на макроуровне, картируя большие системы мозга, которые могут быть разделены на анатомически и функционально отдельные области, а не на отображение отдельных нейронов .
Десятки исследователей и исследователей из девяти учреждений внесли свой вклад в этот проект. Научно - исследовательские институты включают в себя: Университет Вашингтона в Сент - Луисе, Центр магнитно - резонансных исследований в Университете Миннесоты , Оксфордский университет , Сент - Луис университета , Университета штата Индиана , д'Аннунцио университета Кьети-Пескара , Эрнста Strungmann института , университета Warwick , Advanced МРТ Technologies и Калифорнийский университет в Беркли .
Данные, полученные в результате этого исследования, становятся общедоступными на платформе нейроинформатики с открытым исходным кодом, доступной в Интернете.
Консорциум MGH / Гарвард-Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе
Консорциум MGH / Harvard-UCLA сосредоточится на оптимизации технологии МРТ для визуализации структурных связей мозга с помощью диффузионной МРТ с целью повышения пространственного разрешения , качества и скорости. Диффузионная МРТ, используемая в обоих проектах, отображает фиброзные связи мозга на большие расстояния, отслеживая движение воды. Паттерны диффузии воды в разных типах клеток позволяют обнаруживать разные типы тканей. Используя этот метод визуализации , можно отчетливо увидеть длинные отростки нейронов, называемые белым веществом .
Новый сканер, созданный в центре MGH Martinos для этого проекта, «в 4-8 раз мощнее обычных систем, что позволяет получать изображения нейроанатомии человека с большей чувствительностью, чем это было возможно ранее». Сканер имеет максимальную силу градиента 300 мТл / м и скорость нарастания 200 Т / м / с, при проверке значений b до 20000 с / мм2. Для сравнения, стандартная градиентная катушка составляет 45 мТл / м.
Поведенческое тестирование и измерение
Чтобы лучше понять взаимосвязь между мозговой связью и поведением, в проекте Human Connectome будет использоваться надежный и хорошо проверенный набор показателей, которые оценивают широкий спектр человеческих функций. Ядром его батареи являются инструменты и методы, разработанные NIH Toolbox для оценки неврологической и поведенческой функции.
Исследовать
Проект Human Connectome вырос в большую группу исследовательских групп. Эти команды используют стиль сканирования мозга, разработанный Проектом. Исследования обычно включают в себя использование больших групп участников, сканирование мозга участников под разными углами и тщательное документирование расположения структур в мозгу каждого участника. Исследования, связанные с проектом Human Connectome, в настоящее время каталогизируются Координационным центром Connectome. Исследования делятся на три категории: коннекомы здоровых взрослых, данные о продолжительности жизни и коннекомы, связанные с заболеваниями человека. Под каждой из этих категорий находятся исследовательские группы, работающие над конкретными вопросами.
Здоровые взрослые коннекомы
Исследование Human Connectome Project Young Adult предоставило научному сообществу данные о мозговых связях 1100 здоровых молодых людей. Ученые использовали данные исследования, чтобы поддержать теории о том, какие области мозга взаимодействуют друг с другом. Например, в одном исследовании использовались данные проекта, чтобы показать, что миндалевидное тело , часть мозга, необходимая для обработки эмоций, связана с частями мозга, которые получают информацию от органов чувств и планируют движения. Другое исследование показало, что у здоровых людей, которые имели высокую тенденцию к тревожному или депрессивному настроению, было меньше связей между миндалевидным телом и рядом областей мозга, связанных с вниманием.
Данные о продолжительности жизни Connectome
В настоящее время существует четыре исследовательских группы, которые собирают данные о связях в головном мозге людей, отличных от молодежи. Цель этих групп - определить обычные связи мозга в младенчестве, детстве, подростковом возрасте и старении. Ученые будут использовать данные этих исследовательских групп таким же образом, как они использовали данные исследования молодых взрослых Human Connectome Project.
Коннекомы, связанные с болезнями человека
Четырнадцать исследовательских групп изучают, как связи в мозге меняются в течение определенного заболевания. Четыре группы сосредоточены на болезни Альцгеймера или деменции . Болезнь Альцгеймера и деменция - это болезни, которые начинаются в процессе старения. Потеря памяти и когнитивные нарушения указывают на прогрессирование этих заболеваний. Хотя ученые считают болезнь Альцгеймера заболеванием с определенной причиной, деменция на самом деле описывает симптомы, которые могут быть связаны с рядом причин. Две другие исследовательские группы изучают, как болезни, нарушающие зрение, изменяют взаимосвязь в мозге. Еще четыре исследовательских группы сосредоточены на тревожных расстройствах и большом депрессивном расстройстве , психологических расстройствах, которые приводят к аномальной эмоциональной регуляции. Еще две исследовательские группы сосредоточены на последствиях психоза , симптома некоторых психологических расстройств, при которых человек воспринимает реальность иначе, чем другие. Одна из команд исследует эпилепсию , болезнь, характеризующуюся припадками. Наконец, одна исследовательская группа документирует мозговые связи амишей , религиозной и этнической группы, у которой высокий уровень некоторых психологических расстройств .
Хотя были выдвинуты теории о том, как изменяются мозговые связи при исследуемых заболеваниях, многие из этих теорий были подтверждены данными здорового населения. Например, анализ мозга здоровых людей подтвердил теорию о том, что люди с тревожными расстройствами и депрессией имеют меньшую взаимосвязь между своими эмоциональными центрами и областями, которые управляют вниманием. Собирая данные конкретно от людей с этими заболеваниями, исследователи надеются получить более определенное представление о том, как связи мозга у этих людей меняются с течением времени.
Положение дел
Официально проект еще не объявлен завершенным.
Полезные ссылки
HCP вики - Human Connectome Project wiki
ICA-FIX - Документация по алгоритму ICA-FIX, используемому для данных фМРТ в состоянии покоя.
Смотрите также
- Коннектом: как связка мозга делает нас теми, кто мы есть
- Коннектомика
- Коннекограмма
- Схема картирования мозга
- Очертание человеческого мозга
- Ноогенезис
использованная литература
внешние ссылки
- Официальный сайт проекта Human Connectome
- Дом Гарвардского консорциума / MGH-UCLA Human Connectome Project
- "The Human Connectome Project" , NIH Blueprint , Сент-Луис, Миссури : Медицинская школа Вашингтонского университета , извлечено 16 февраля 2013 г.
- "The Human Connectome Project" , Исследовательская группа по нейроинформатике , Сент-Луис, штат Миссури : Школа медицины Вашингтонского университета , получено 16 февраля 2013 г.
- Проект Human Connectome Проект NIH для исследований в области нейробиологии
- Проект NITRC Human Connectome Project (HCP) в Центре обмена информацией по инструментам и ресурсам для нейровизуализации и информатике (NITRC)
- Связанные проекты Connectome
- Зонтичный сайт для всей работы Human Connectome Project, финансируемой NIH
- Открыть проект Connectome
- онлайн-игра, отслеживающая нейроны сетчатки глаза EyeWire , проект, разработанный Массачусетским технологическим институтом и Институтом медицинских исследований Макса Планка
- разработки проекта Human Коннект разработки проект Human Коннект , проект под руководством Королевского колледжа Лондона , Имперский колледж Лондона и Оксфордский университетом , ставит перед собой целью сделать крупный научный прогресс, создав первый 4-мерный Коннект ранней жизни.
- пресс-релизы
- Парди, Майкл (15 сентября 2010 г.). «Проект стоимостью 30 миллионов долларов будет отображать проводку мозга» (пресс-релиз). Сент-Луис, штат Миссури : Медицинский факультет Вашингтонского университета . Проверено 16 февраля 2012 .
-
Ашер, Джулс (29 марта 2012 г.). "Мозговая проводка легкая задача?" (Пресс-релиз). Национальные институты здоровья . Проверено 16 февраля 2013 .
Сканирование показывает удивительно простую структуру трехмерной сетки - исследование, финансируемое NIH
- Новостные репортажи
-
Митра, Партха (2012-05-22), Дороги мозга: отображение последнего рубежа , Scientific American , получено 16 февраля 2013 г. ,
Организованы ли нейроны как дороги?
- Диллоу, Клэй (16 сентября 2010 г.), Проект Human Connectome - первая в своем роде карта схемы мозга , Popular Science , получено 16 февраля 2013 г.
- Проект стоимостью 30 миллионов долларов будет отображать проводку мозга , The Medical Daily, 16 сентября 2010 г. , получено 16 февраля 2013 г.
- Гастин, Джорджина (2010-10-08), исследование картирования мозга в Сент-Луисе , Сент-Луис Post-Dispatch , получено 16 февраля 2013 г.