Sebuah pasukan penyelidik Amerika telah memetakan korteks serebral ke kawasan-kawasan yang berbeza 180. dari shutterstock.com Pankaj Sah, Universiti Queensland

Dalam berita besar untuk neurosains, sebuah pasukan penyelidik Amerika baru-baru ini memetakan lapisan pemotong otak manusia, korteks serebrum, ke kawasan berbeza 180.

Menggunakan data pengimejan dari Projek Sambungan Manusia - inisiatif yang dipimpin kerajaan Amerika untuk memetakan sambungan struktur dan fungsian otak - pakar sains saraf dianalisis otak dewasa muda yang sihat 210. Hasilnya adalah atlas moden otak manusia, kawasan 97 yang belum pernah diterangkan sebelum ini.

Korteks serebrum adalah lapisan luar terlipat yang memberikan otak penampilannya yang keriput. Ia dibahagikan kepada belahan kiri dan kanan.

Korteks somatosensori primer adalah kawasan utama yang bertanggungjawab untuk sentuhan kami. Wikimedia Commons / BodyParts3D - dimodifikasi, CC BY-SA

Kami tahu kawasan khusus korteks bertanggungjawab untuk peranan yang berlainan. Korteks somatosensori primer, yang terletak di alur menegak ke arah tengah otak, adalah kawasan utama yang bertanggungjawab untuk sentuhan rasa kita, contohnya.

Kebanyakan apa yang kita faham tentang seni bina terperinci otak berasal dari kajian tikus. Walaupun otak tikus, tikus dan primata (kami) kebanyakannya sama dalam struktur, mereka mempunyai perbezaan yang berbeza.

Tidak seperti tikus, manusia mempunyai korteks prefrontal besar, kawasan yang bertanggungjawab untuk fungsi eksekutif yang lebih tinggi seperti membuat keputusan. Kami juga berkomunikasi melalui bahasa dan oleh itu mempunyai kawasan pemprosesan tertentu yang bertanggungjawab untuk menghasilkan ucapan dan memahaminya.

Phrenology menimbulkan ciri-ciri keperibadian yang terletak di bahagian otak tertentu. Wikimedia Commons

Penambahbaikan dalam teknik termasuk pengimejan resonans magnetik fungsian (fMRI) - yang mengukur aktiviti otak dengan mengesan perubahan aliran darah - telah membolehkan kita menjadi otak hidup imej dalam masa nyata dalam terperinci yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Matlamat saraf zaman dahulu

Pemetaan otak telah menjadi tujuan selama berabad-abad, sejak kembali kepada fenologi disiplin fenologi pseudo-ilmiah pada abad 19, yang menimbulkan sifat-sifat kepribadian yang terletak di bahagian-bahagian tertentu otak.

Penyokong akan mengukur tengkorak di atas kawasan otak yang sepadan untuk menentukan, sebagai contoh, betapa sungguh teliti, berbelas kasihan atau menyerang seseorang.

Lebih dari satu abad yang lalu, anatomi Jerman Korbinian Brodmann mengelaskan otak ke dalam bidang tertentu berdasarkan struktur dan organisasi sel di setiap rantau. Sehingga kini, ini adalah peta luas otak yang diterima secara meluas, yang dikenali sebagai kawasan Brodmann.

Dalam kajian baru, penyelidik menggunakan kombinasi imej MRI yang berbeza untuk memetakan kawasan otak yang berbeza dalam struktur dan fungsi. Mereka melihat struktur fizikal, seperti ketebalan korteks, kawasan apa yang diaktifkan semasa tugas-tugas tertentu dan sama ada aktiviti ini diselaraskan dengan aktiviti di rantau lain.

Sesetengah kawasan dikaitkan dengan fungsi tunggal, seperti pemprosesan visual atau pergerakan. Tetapi banyak kawasan tidak. Malah, saintis mendapati rangkaian kawasan diaktifkan walaupun ketika otak berada dalam keadaan berehat - apabila tiada tugas yang jelas dilakukan.

Peta otak terperinci - jadi apa?

Otak yang baru dipetakan adalah mercu tanda bagi neurosains. Atlas otak yang dikemas kini akan memberikan gambaran yang lebih mendalam tentang bagaimana otak mengendalikan tingkah laku dan bagaimana gangguan di kawasan tertentu menyumbang kepada penyakit otak.

Sehingga kini, versi Brodmann adalah peta luas otak yang diterima secara meluas. Wikimedia Commons

Walaupun atlet otak tikus berasal dari keturunan inbred haiwan yang sedikit berbeza dalam anatomi otak mereka, variasi individu pada manusia adalah biasa. Terdapat perbezaan antara anatomi otak otak kiri dan kanan seseorang sendiri, apatah lagi perbezaan anatomis antara individu yang berbeza umur dan jantina.

Sebagai contoh, kajian baru-baru ini mengenai orang 1,400 mendapati hippocampus kiri, kawasan yang berkaitan dengan ingatan, biasanya lebih besar pada lelaki berbanding wanita.

Oleh kerana variasi ini, ia secara sukarela telah sukar untuk membandingkan hasil daripada kajian pencitraan otak yang berasingan dan pastikan imbasan menunjukkan aktiviti di kawasan otak yang sama. Tetapi sekarang, bahagian yang lebih baik di kawasan otak membolehkan perbandingan lebih baik.

Peta otak juga mempunyai aplikasi praktikal untuk bedah saraf. Pada masa ini, pakar bedah menggunakan sistem koordinat stereotaxic (3D) untuk menentukan dan mengendalikan kawasan otak tertentu. Tetapi ini tidak sesuai kerana kawasan otak berbeza dari orang ke orang. Algoritma yang digunakan untuk membuat atlas baru kini boleh digunakan untuk memperibadikan peta individu untuk membantu membimbing pembedahan lebih khusus.

Pengkategorian lanjut

Kemungkinan otak mungkin lebih teragak-agak ke dalam lebih banyak kawasan daripada 180 yang sudah dijelaskan. Apabila teknologi pencitraan bertambah baik, kami dapat menemui sub-kawasan yang berbeza khusus dalam solek atau aktiviti mereka.

Tetapi para penyelidik juga percaya beberapa kawasan yang baru dipetakan kemudian dapat dijumpai sebagai sub-daerah, yang menyebutkan korteks somatosensori primer sebagai contoh. Korteks ini terbentuk daripada apa yang disebut sub-kawasan somatotopic, yang merupakan kawasan otak yang sesuai titik untuk titik reseptor deria di bahagian-bahagian tubuh yang berlainan.

Dan kumpulan yang berlainan bermula peta seni bina genom dari kawasan otak yang berbeza. Bersama-sama penemuan baru ini akan membawa kepada peta terperinci seluruh otak manusia.

Pankaj Sah, Pengarah - Institut Brain Queensland, Universiti Queensland, Bahagian ini dikarang oleh Donna Lu, penulis sains di Queensland Brain Institute.

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.