Et hold amerikanske forskere har kortlagt hjernebarken i 180 forskellige regioner. fra shutterstock.com Pankaj Sah, University of Queensland

En stor nyhed for neurovidenskab, et hold amerikanske forskere for nylig kortlagt den menneskelige hjernes yderste lag, hjernebarken, i 180 forskellige regioner.

Brug af billeddata fra Human Connectome-projekt – et amerikansk regeringsledet initiativ til at kortlægge hjernens strukturelle og funktionelle forbindelser – neuroforskere analyserede hjernen hos 210 raske unge voksne. Resultatet var et moderne atlas over den menneskelige hjerne, hvoraf 97 områder aldrig er blevet beskrevet før.

Hjernebarken er det foldede ydre lag, der giver hjernen dets karakteristiske rynkede udseende. Den er opdelt i venstre og højre halvkugle.

Den primære somatosensoriske cortex er hovedområdet, der er ansvarligt for vores følesans. Wikimedia Commons/BodyParts3D - ændret, CC BY-SA

Vi ved, at specifikke områder af cortex er ansvarlige for forskellige roller. Den primære somatosensoriske cortex, placeret på en lodret rille mod midten af ​​hjernen, er det hovedområde, der er ansvarligt for vores følesans, for eksempel.

Det meste af det, vi forstår om hjernens detaljerede arkitektur, kommer fra undersøgelser af gnavere. Mens hjerner hos rotter, mus og primater (os) for det meste ligner hinanden i struktur, har de tydelige forskelle.

I modsætning til gnavere har mennesker en stor præfrontal cortex, det område, der er ansvarligt for højere udøvende funktioner såsom beslutningstagning. Vi kommunikerer også gennem sprog og har som sådan specifikke behandlingsområder, der er ansvarlige for både at skabe tale og forstå den.

Frenologi hævdede, at personlighedstræk var lokaliseret i bestemte dele af hjernen. Wikimedia Commons

Forbedringer i teknikker inkl funktionel magnetisk resonansbilleddannelse (fMRI) – som måler hjerneaktivitet ved at detektere ændringer i blodgennemstrømningen – har gjort os i stand til at afbilde levende hjerner i realtid med hidtil usete detaljer.

Det ældgamle neurovidenskabelige mål

Kortlægning af hjernen har været et mål i århundreder, der går tilbage til den pseudo-videnskabelige disciplin frenologi i det 19. århundrede, som hævdede, at personlighedstræk var lokaliseret i bestemte dele af hjernen.

Fortalere ville måle kraniet over et tilsvarende hjerneområde for at bestemme, for eksempel, hvor samvittighedsfuld, velvillig eller kamplysten en person var.

For mere end et århundrede siden klassificerede den tyske anatom Korbinian Brodmann hjernen i specifikke områder baseret på strukturen og organiseringen af ​​celler i hver region. Indtil nu var dette det bredt accepterede kort over hjerneområder, kendt som Brodmanns områder.

I det nye studie brugte forskere en kombination af forskellige MR-billeder til at kortlægge hjerneområder, der er forskellige i struktur og funktion. De så på fysisk struktur, såsom tykkelsen af ​​cortex, hvilke områder der blev aktiveret under visse opgaver, og om denne aktivitet var koordineret med aktivitet i andre regioner.

Nogle områder var overvejende forbundet med en enkelt funktion, såsom visuel behandling eller bevægelse. Men mange områder var det ikke. Faktisk fandt forskerne ud af, at netværk af regioner aktiveres, selv når hjernen er i hviletilstand - når der ikke udføres nogen eksplicit opgave.

Et detaljeret hjernekort – hvad så?

Den nyligt kortlagte hjerne er et vartegn for neurovidenskab. Et opdateret hjerneatlas vil give større indsigt i, hvordan hjernen styrer adfærd, og hvordan lidelser i visse regioner bidrager til hjernesygdomme.

Indtil nu var Brodmanns version det bredt accepterede kort over hjerneregioner. Wikimedia Commons

Mens gnaverhjerneatlas stammer fra indavlede dyrestammer, der varierer lidt i deres hjerneanatomi, er individuel variation hos mennesker almindelig. Der er forskelle mellem anatomien af ​​en persons egen venstre og højre hjernehalvdel, endsige de anatomiske forskelle mellem individer af forskellige aldre og køn.

For eksempel kan en nylig undersøgelse af 1,400 mennesker fandt den venstre hippocampus, et område forbundet med hukommelse, normalt var større hos mænd end hos kvinder.

På grund af denne variation har det historisk set været svært at sammenligne resultater fra separate hjernebilledundersøgelser og være sikker på, at scanningerne viser aktivitet i det samme hjerneområde. Men nu giver de finere opdelinger af hjerneregioner mulighed for bedre sammenligninger.

Hjernekortet har også praktiske anvendelser til neurokirurgi. I øjeblikket bruger kirurger et system af stereotaksiske (3D) koordinater til at bestemme og operere på specifikke hjerneområder. Men dette er ikke ideelt, da hjerneregioner er forskellige fra person til person. Algoritmen, der blev brugt til at skabe det nye atlas, kan nu bruges til at tilpasse individuelle kort for at hjælpe med at guide kirurgi mere specifikt.

Yderligere kategorisering

Det er sandsynligt, at hjernen kan være yderligere opdelt i endnu flere regioner end de 180, der allerede er beskrevet. Efterhånden som billedteknologien forbedres, opdager vi muligvis yderligere særskilte underregioner, der er specialiserede i deres makeup eller aktivitet.

Men forskerne mener også, at nogle af de nyligt kortlagte områder senere kan vise sig at være underområder, idet de nævner den primære somatosensoriske cortex som et eksempel. Denne cortex er dannet af det, der kaldes somatotopiske underområder, som er hjerneområder, der svarer punkt for punkt til sensoriske receptorer i forskellige dele af kroppen.

Og forskellige grupper er begyndt at kortlægge den genomiske arkitektur af forskellige hjerneområder. Sammen vil disse nye resultater føre til et detaljeret kort over hele den menneskelige hjerne.

Pankaj Sah, direktør - Queensland Brain Institute, University of Queensland, Dette stykke var medforfatter af Donna Lu, en videnskabsforfatter ved Queensland Brain Institute.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.