Human Connectome жобасы - Human Connectome Project

The Human Connectome жобасы (HCP) - бұл он алты компоненттің демеушілігімен бесжылдық жоба Ұлттық денсаулық сақтау институттары, ғылыми-зерттеу мекемелерінің екі консорциумдары арасында бөлінді. Жоба 2009 жылдың шілде айында басталды[1] NIH неврологияны зерттеу жоспарының үш үлкен шақыруының біріншісі.[2] 2010 жылдың 15 қыркүйегінде NIH екі грант бөлетінін мәлімдеді: бес жыл ішінде 30 миллион доллар басқаратын консорциумға. Сент-Луистегі Вашингтон университеті және Миннесота университеті, Оксфорд Университетінің (FMRIB) үлкен үлесімен және үш жыл ішінде 8,5 миллион АҚШ долларын басқарған консорциумға Гарвард университеті, Массачусетс жалпы ауруханасы және Лос-Анджелес Калифорния университеті.[3]

Human Connectome жобасының мақсаты - «желілік картаны» құру (коннектом ) дені сау адамның анатомиялық және функционалды байланысын жарықтандырады адамның миы, сонымен қатар зерттеуді жеңілдететін мәліметтер жиынтығын жасау мидың бұзылуы сияқты дислексия, аутизм, Альцгеймер ауруы, және шизофрения.[4][5]

WU-Minn-Oxford консорциумы

WU-Minn-Oxford консорциумы кеңейтілген ажыратымдылықтағы адам миының байланысын картаға түсіруге арналған жақсартылған МРТ аспаптарын, суреттерді жинау және кескіндерді талдау әдістерін әзірледі; осы әдістерді қолдана отырып, WU-Minn-Oxford консорциумы 3 Tesla MRI арнайы құралын қолдана отырып, 1200 дені сау ересектерге - егіз жұптарға және олардың 300 отбасындағы бауырларына - көптеген МРТ және мінез-құлық деректерін жинады. Сонымен қатар, ол 7 бас Tesla-дағы кеңістіктік рұқсаты бар 184 затты сканерледі. Деректер әр адамға арналған ми бөліктері арасындағы анатомиялық және функционалды байланыстарды көрсету үшін талданып жатыр және мінез-құлық сынағының деректерімен байланысты болады. Салыстыру коннектомалар және генетикалық мәліметтер бірдей егіздер бауырлас егіздермен гендердің және қоршаған ортаның ми схемасын қалыптастырудағы салыстырмалы үлесін ашып, өзектілігін анықтайды генетикалық вариация. Сондай-ақ, карталар ми желілерінің қалай ұйымдастырылатындығын анықтайды.

Тіркесімін қолдану инвазивті емес бейнелеу технологиялары, оның ішінде тыныштық фМРТ және тапсырмаларға негізделген функционалды МРТ, MEG және EEG, және диффузиялық МРТ, WU-Minn картасын жасайды коннектомалар макро масштабта - үлкен ми жүйелерін картаға түсіру жеке тұлғаны картаға түсіруден гөрі, анатомиялық және функциональды бағыттарға бөлуге болады нейрондар.

Бұл жобаға тоғыз мекеменің оншақты тергеушісі мен зерттеушісі үлес қосты. Зерттеу мекемелеріне мыналар кіреді: Сент-Луистегі Вашингтон университеті, магниттік-резонанстық зерттеулер орталығы Миннесота университеті, Оксфорд университеті, Сент-Луис университеті, Индиана университеті, Д'Аннунцио Университеті - Чиети-Пескара, Эрнст Струнгман институты, Уорвик университеті, Advanced MRI Technologies және Берклидегі Калифорния университеті.[6]

Осы зерттеу нәтижелері бойынша деректер ашық қайнар көзі бар веб-қол жетімді нейроинформатика платформасында жалпыға қол жетімді.[7][8]

MGH / Гарвард-UCLA консорциумы

MGH / Garvard-UCLA консорциумы мидың құрылымдық байланыстарын бейнелеу үшін MRI технологиясын оңтайландыруға бағытталады. диффузиялық МРТ, арттыру мақсатымен кеңістіктік рұқсат, сапа және жылдамдық. Екі жобада да қолданылған диффузиялық МРТ судың қозғалысын қадағалау арқылы мидың талшықты талшықты байланыстарын бейнелейді. Су диффузия әр түрлі типтегі жасушалардағы өрнектер ұлпалардың әр түрін анықтауға мүмкіндік береді. Осы бейнелеу әдісін қолдана отырып, деп аталады нейрондардың ұзартылған кеңейтімдері ақ зат, өткір рельефте көрінеді.[9][10]

MGH-де жасалған жаңа сканер Martinos орталығы бұл жоба үшін «адамның бейнесін жасауға мүмкіндік беретін әдеттегі жүйелерден 4-тен 8 есеге дейін күшті нейроанатомия бұрын сезімталдықпен ».[3] Сканердің максималды градиент күші 300 мТ / м және а өлтіру жылдамдығы 200-ден Т / м / с, b мәндері 20 000-ға дейін тексерілген. Салыстыру үшін стандартты градиент 45 мТ / м, b мәні 700-ге тең.[11][12][13]

Мінез-құлықты сынау және өлшеу

Мидың байланысы мен мінез-құлық арасындағы байланысты жақсы түсіну үшін Human Connectome жобасы адамның көптеген функцияларын бағалайтын сенімді және жақсы расталған шараларды қолданады. Оның батареясының өзегі - әзірлеген құралдар мен әдістер NIH құралдар жинағы неврологиялық және мінез-құлық функциясын бағалауға арналған.[14]

Зерттеу

Human Connectome жобасы ғылыми топтардың үлкен тобына айналды. Бұл топтар жоба әзірлеген миды сканерлеу стилін қолданады.[15] Зерттеулерге әдетте қатысушылардың үлкен топтарын пайдалану, қатысушылардың миының көптеген бұрыштарын сканерлеу және әр қатысушының миындағы құрылымдардың орналасуын мұқият құжаттау кіреді.[16] Адам Коннотом жобасымен байланысты зерттеулер қазіргі уақытта Коннтом үйлестіру қорымен каталогталған. Зерттеулер үш санатқа бөлінеді: Сау ересектер арасындағы коннектомалар, өмір ұзақтығы бойынша коннектомдық мәліметтер және адам ауруына байланысты коннектомалар. Осы категориялардың әрқайсысы бойынша нақты сұрақтар бойынша жұмыс жасайтын зерттеу топтары орналасқан.

Сау ересектердің коннектомалары

[17] Human Connectome Project Young Adult зерттеуі 1100 дені сау жасөспірімнің ми байланыстары туралы ғылыми қауымдастыққа мәлімет берді.[18] Ғалымдар зерттеудің мәліметтерін мидың қай аймақтары бір-бірімен байланысатындығы туралы теорияларды қолдайды.[19] Мысалы, бір зерттеу жобаның деректерін пайдаланғандығын көрсетті амигдала, мидың эмоционалды өңдеуге қажет бөлігі сезім мүшелерінен ақпарат алатын және қозғалысты жоспарлайтын ми бөліктерімен байланысты.[20] Тағы бір зерттеу көрсеткендей, мазасыздықты немесе депрессиялық көңіл-күйді сезінуге бейімді дені сау адамдарда амигдала мен мидың зейін саласына байланысты бірқатар байланыстары аз болған.

Өмір ұзақтығы туралы деректер

Қазіргі кезде жас ересектерден басқа популяциялардың миындағы байланыстар туралы мәліметтер жинайтын төрт зерттеу тобы жұмыс істейді. Бұл топтардың мақсаты - нәрестелік, балалық, жасөспірімдік және қартаю кезіндегі мидың қарапайым байланысын анықтау. Ғалымдар осы зерттеу топтарының деректерін Human Connectome Project Young Adult зерттеуінің деректерін қалай қолданса, солай қолданады.[21]

Адам ауруына байланысты коннектомалар

Он төрт зерттеу тобы белгілі бір ауру кезінде мидағы байланыстардың қалай өзгеретінін зерттейді. Топтардың төртеуі назарын аударады Альцгеймер ауруы немесе деменция. Альцгеймер ауруы және деменция - қартаю кезінде басталатын аурулар. Есте сақтау қабілетінің төмендеуі және когнитивті бұзылулар осы аурулардың дамуын көрсетеді. Ғалымдар Альцгеймер ауруын белгілі бір себебі бар ауру деп санаса, деменция іс жүзінде бірқатар себептерге байланысты болуы мүмкін белгілерді сипаттайды. Екі басқа зерттеу тобы көруді бұзатын аурулардың мидың байланысын қалай өзгертетінін зерттейді. Зерттеу топтарының тағы төртеуі мазасыздық және негізгі депрессиялық бұзылыс, психологиялық бұзылулар, соның салдарынан қалыптан тыс эмоционалды реттеу шығады. Зерттеуші топтардың тағы екеуі әсерлерге назар аударады психоз, жеке адам шындықты басқаларға қарағанда басқаша қабылдайтын кейбір психологиялық бұзылыстардың симптомы. Командалардың бірі эпилепсия, ұстамамен сипатталатын ауру. Сонымен, бір зерттеу тобы мидың байланыстарын құжаттайды Амиш адамдар, кейбіреулердің жоғары көрсеткіштері бар діни және этникалық топ психологиялық бұзылулар.[22]

Тергеу жүргізіліп жатқан аурулардағы ми байланысының өзгеруі туралы теориялар айтылғанымен, олардың көпшілігі сау популяциялардың мәліметтерімен дәлелденді.[20] Мысалы, сау адамдардың миын талдау мазасыздық пен депрессияға ұшыраған адамдардың эмоционалды орталықтары мен зейінді басқаратын аймақтардың арасындағы байланыс аз болады деген теорияны қолдады. Зерттеушілер осы аурулармен ауыратын адамдардан арнайы мәліметтер жинай отырып, осы адамдардағы ми байланыстары уақыт өте келе қалай өзгеретіндігі туралы нақты түсінікке ие болады деп үміттенеді.

Күй

Жоба әлі ресми түрде аяқталды деп жариялануы керек.

Пайдалы сілтемелер

HCP вики - Human Connectome Project вики

ICA-FIX - FMRI деректерінің тыныштық режимінде қолданылатын ICA-FIX алгоритмі бойынша құжаттама[23][24][25]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ NIH мидың байланысын ашу үшін адамның коннектомдық жобасын іске қосады, Ұлттық денсаулық сақтау институттары, 2009-07-15, алынды 2013-02-16
  2. ^ «Адамға коннектомдық жоба», Нейрологияны зерттеуге арналған NIH Blueprint, Ұлттық денсаулық сақтау институттары, алынды 2013-02-16
  3. ^ а б Адам миының байланысын анықтауға арналған 40 миллион доллар, Ұлттық денсаулық сақтау институттары, 2010-09-15, алынды 2013-02-16, Жоғары ажыратымдылықтағы күрделі схемаларды ашуға арналған сканерлер
  4. ^ Гхош, Паллаб; Ван Видин, MD (2013-02-16). «Мидың сымдарының ішінде» (видео). Бостон: BBC News Online. Алынған 2013-02-16.
  5. ^ Геддес, Линда (2016). «Адам миы бұрын-соңды болмаған детальдармен картаға түсірілген». Табиғат. дои:10.1038 / табиғат.2016.20285.
  6. ^ «Адам миының байланысын анықтауға 40 миллион доллар берілді». NIMH. 15 қыркүйек 2010 жыл. Мұрағатталған түпнұсқа 2012 жылдың 10 қаңтарында. Алынған 12 наурыз, 2018.
  7. ^ «Connectome - басты бет».
  8. ^ «ConnectomeDB».
  9. ^ «Мидың диффузиялық МРТ бейнесі», Нейро бейнелеу зертханасы, UCLA, мұрағатталған түпнұсқа 2012-03-05, алынды 2013-02-16
  10. ^ Жанкүйер, Цюйун; Витцель, Томас; Нумменмаа, Аапо; Ван Дайк, Коин Р.А .; Ван Хорн, Джон Д .; Дрюс, Мишель К .; Сомервилл, Лия Х .; Шеридан, Маргарет А .; Santillana, Rosario M. (2016-01-01). «MGH-USC Human Connectome жобасының ультра жоғары в-диффузиялық МРТ диффузиясы бар деректер жиынтығы». NeuroImage. 124 (Pt B): 1108–1114. дои:10.1016 / j.neuroimage.2015.08.075. ISSN  1095-9572. PMC  4651764. PMID  26364861.
  11. ^ Gmax = 300 мТ / м адам градиенттерін қолдана отырып, жоғары b-диффузиялық бейнелеуде SNR-ді жақсарту, Proc. Халықаралық Soc. Маг. Резон. Мед. 20 (2012) 2738
  12. ^ «Орталық туралы». 22 наурыз 2019.
  13. ^ Жанкүйер, Цюйун; Нумменмаа, Аапо; Витцель, Томас; Занзонико, Роберта; Кил, Борис; Кэули, Стивен; Полимени, Джонатан Р .; Тисдалл, Дилан; Ван Дайк, Коин Р.А. (2014-11-21). «MGH-USC Connectom сканерінде жоғары в-мәні бар диффузиялық магнитті-резонанстық бейнелеуімен күрделі ақ заттардың құрылымын шешу мүмкіндігін зерттеу». Миға қосылу. 4 (9): 718–726. дои:10.1089 / ми.2014.0305. ISSN  2158-0022. PMC  4238244. PMID  25287963.
  14. ^ http://humanconnectome.org/about/project/behavioral-testing.html, 2013-03-08 шығарылды
  15. ^ Классик, Мэттью Ф; Смит, Стивен М; Маркус, Даниэль С; Андерссон, Джеспер L R; Ауэрбах, Эдуард Дж; Беренс, Тимоти Э Дж; Коалсон, Тимоти С; Хармс, Майкл П; Дженкинсон, Марк; Меллер, Стин; Робинсон, Эмма С; Сотиропулос, Стаматиос N; Сю, Дзюнцян; Якуб, Эсса; Угурбил, Камил; Ван Эссен, Дэвид С (2016). «Адам Коннтомы жобасының нейровизуалдық тәсілі». Табиғат неврологиясы. 19 (9): 1175–87. дои:10.1038 / nn.4361. PMC  6172654. PMID  27571196.
  16. ^ UpAndRunning. «Connectome - басты бет». www.humanconnectome.org. Алынған 2017-11-28.
  17. ^ UpAndRunning. «HCP Young Adult - Connectome - жарияланымдар». www.humanconnectome.org. Алынған 2017-11-29.
  18. ^ «Мұрағатталған көшірме». Архивтелген түпнұсқа 2017-05-07. Алынған 2016-03-03.CS1 maint: тақырып ретінде мұрағатталған көшірме (сілтеме)
  19. ^ Тосчи, Никола; Дуггенто, Андреа; Пассамонти, Лука (2017). «Амигдалар-сенсорлық / (алдын-ала) қозғалтқыш желілеріндегі тыныштықтағы функционалды байланыс: Human Connectome жобасының жаңа дәлелдері». Еуропалық неврология журналы. 45 (9): 1224–1229. дои:10.1111 / ejn.13544. PMID  28231395.
  20. ^ а б De Witte, Nele A. J; Мюллер, Свен С (2016). «Мазасыздық пен депрессияға байланысты ми желілеріндегі ақ заттардың тұтастығы: адамның байланысқан жобалар жиынтығының дәлелі». Миды бейнелеу және мінез-құлық. 11 (6): 1604–1615. дои:10.1007 / s11682-016-9642-2. PMID  27744495.
  21. ^ UpAndRunning. «Connectome - өмірді HCP зерттеуі». www.humanconnectome.org. Алынған 2017-12-13.
  22. ^ UpAndRunning. «Коннектом - ауруға байланысты адамның коннтомды зерттеулері». www.humanconnectome.org. Алынған 2017-12-13.
  23. ^ Смит, Стивен М; Бекман, Христиан Ф; Андерссон, Джеспер; Ауэрбах, Эдуард Дж; Бийстербош, Жанин; Дуа, Гвенелла; Дафф, Евгений; Фейнберг, Дэвид А; Гриффанти, Людовица; Хармс, Майкл П; Келли, Майкл; Лауманн, Тимоти; Миллер, Карла Л; Меллер, Стин; Питерсен, Стив; Джонатан; Салими-Хоршиди, Голамреза; Снайдер, Авраам З; Ву, Ан Т; Вулрих, Марк В; Сю, Дзюнцян; Якуб, Эсса; Угурбил, Камил; Ван Эссен, Дэвид С; Glasser, Matthew F (2013). «Адам коннектомы жобасындағы тыныштық режиміндегі фМРИ». NeuroImage. 80: 144–68. дои:10.1016 / j.neuroimage.2013.05.059. PMC  3720828. PMID  23702415.
  24. ^ Гриффанти, Людовица; Дуа, Гвенелла; Бийстербош, Жанин; Евангелисти, Стефания; Альфаро-Алмагро, Фидель; Glasser, Мэттью F; Дафф, Евгений Р; Фицджиббон, Шон; Вестфал, Роберт; Кароне, Давид; Бекман, Христиан Ф; Смит, Стивен М (2017). «FMA ICA шу компоненттерінің қолмен жіктелуі». NeuroImage. 154: 188–205. дои:10.1016 / j.neuroimage.2016.12.036. PMC  5489418. PMID  27989777.
  25. ^ Салими-Хоршиди, Голамреза; Дуа, Гвенелла; Бекман, Христиан Ф; Glasser, Мэттью F; Гриффанти, Людовица; Смит, Стивен М (2014). «Функционалды МРТ деректерін автоматты түрде денизациялау: тәуелсіз компоненттік талдау мен классификаторлардың иерархиялық синтезін біріктіру». NeuroImage. 90: 449–68. дои:10.1016 / j.neuroimage.2013.11.046. PMC  4019210. PMID  24389422.

Сыртқы сілтемелер

Қатысты Коннектомды жобалар
Баспасөз хабарламалары
Жаңалықтар