Спустя почти 100 лет после того, как британский невролог впервые нанес на карту слепые зоны, вызванные ракетными ранениями в мозгу солдат, исследователи Медицинской школы Перельмана при Университете Пенсильвании усовершенствовали свою карту, используя современные технологии. Их результаты создают карту зрения в мозгу, основанную на структуре мозга человека, даже для людей, которые не могут видеть. Их результат может, среди прочего, направить усилия по восстановлению зрения с помощью нейронного протеза, который стимулирует поверхность мозга. Исследование опубликовано в последнем выпуске журнала Cell Press Current Biology .
Связанные изображения
Современная карта представления зрения в мозгу сравнивается с оригиналом 1918 года.
Современная карта представления зрения в мозгу сравнивается с оригиналом 1918 года.
Ссылки по теме
Лаборатория Агирре
Пенн неврология
Центр неврологии Пенсильвании
Медицинский факультет Перельмана при Пенсильванском университете
Система здравоохранения Пенсильванского университета
Ученые часто используют метод визуализации мозга, называемый функциональной МРТ (фМРТ), чтобы измерить кажущуюся уникальной карту активации зрения в мозгу человека. Этот тест фМРТ требует, чтобы во время измерения активности мозга в течение многих минут смотрели на мигающий экран, что невозможно для людей, ослепших из-за болезни глаз. Команда Пенна решила эту проблему, найдя у людей общее математическое описание взаимосвязи между зрительной функцией и анатомией мозга.
«Измеряя анатомию мозга и применяя алгоритм, мы теперь можем точно предсказать, как визуальный мир человека должен быть организован на поверхности мозга», - сказал старший автор Джеффри Агирре, доктор медицинских наук , доцент неврологии. «Мы уже используем этот прогресс, чтобы изучить, как потеря зрения меняет организацию мозга».
Исследователи объединили традиционные фМРТ-измерения активности мозга 25 человек с нормальным зрением. Затем они определили точную статистическую взаимосвязь между структурой складок мозга и представлением визуального мира.
«Поначалу кажется, что у каждого человека зрительная область мозга имеет разную форму и размер», - сказал со-ведущий автор Ноа Бенсон, доктор философии , постдокторский исследователь в области психологии и неврологии. «Основываясь на предыдущих исследованиях закономерностей в анатомии мозга, мы обнаружили, что эти индивидуальные различия исчезают, когда исследуются с помощью нашего математического шаблона».
Неврологу Первой мировой войны Гордону Холмсу обычно приписывают создание первой схемы этих отношений. «В 1918 году он составил удивительно точную карту, используя только самые грубые методы», - сказал со-ведущий автор Омар Батт, кандидат медицинских наук в Медицинской школе Перельмана в Пенсильвании. «Сейчас мы зафиксировали детали, но потребовалось 100 лет и много технологий, чтобы сделать это правильно».
Исследование финансировалось за счет грантов фонда CURE штата Пенсильвания и Национальных институтов здравоохранения (P30 EY001583, P30 NS045839-08, R01 EY020516-01A1).
Для получения дополнительной информации:
NC Benson и др., Ретинотопная организация полосатой коры головного мозга хорошо предсказывается топологией поверхности, Current Biology (2012).
