پروژه کانکتوم انسان

در سال 2009، NIH پروژه‌ی کانکتوم انسان را کلید زد که به‌احتمال‌ زیاد بزرگ‌ترین پروژه‌ی قرن باشد. هدف این پروژه تهیه‌ی نقشه‌ی ارتباطی از مغز یک انسان سالم با استفاده از تکنیک‌های عکس‌برداری از مغز است تا کارکرد و نقش قسمت‌های مختلف آن به‌خوبی درک شود. این تکنیک‌های عکس‌برداری شامل MRI، fMRI ، DTI و… و با استفاده از بهترین تکنولوژی‌ها هستند. پروژه‌ی کانکتوم مغز انسان که چند ماه پیش فاز اولش تمام شد دست آورده‌ی عظیمی داشت که در این نوشته به مهم‌ترین آن‌ها اشاره خواهد شد.
طی فاز اول پروژه‌ی کانکتوم انسان مغز صدها نفر به‌وسیله‌ی دقیق‌ترین دستگاه‌های اسکن مغز و همچنین تکنولوژی‌های پیشرفته(DTI ,fMRI ,MRI و…) به‌دقت بررسی شد(مطالعه‌ای که 6 سال طول کشید). 1200 نفر به‌وسیله‌ی دستگاه سه تسلای MRI موردمطالعه قرار گرفتند. مغز 184 نفر به‌وسیله‌ی دستگاه بسیار دقیق‌تر 7 تسلا اسکن شد. اطلاعات مربوط به ویژگی‌های جمعیتی و رفتاری نیز جمع‌آوری شدند(478نفر). حدود 95 نفر نیز موردمطالعه‌ی‌ MEG قرار گرفتند.
آنالیز داده‌های به‌دست‌آمده اهمیت این پروژه را نشان می‌دهد. چراکه طی پروژه‌ی کانکتوم مغز انسان سعی شده است تا هم ازنظر سخت‌افزاری و استفاده از دستگاه‌هایی با رزولوشن بالا و هم ازنظر تحلیلی و استفاده از جدیدترین الگوریتم‌ها برای تحلیل داده‌ها دقت نتایج حاصل به اوج خود برسد. تحلیل هر چه دقیق‌تر این داده‌ها دانشمندان را به سمت این واقعیت سوق می‌دهد که افراد مختلف کانکتوم های مختلفی دارند. حتی به‌وسیله‌ی داده‌هایی که به‌دست‌آمده است می‌توان پیش‌بینی کرد که چه کسی یک فعالیت ذهنی خاص را بهتر انجام می‌دهد یا به چه بازه‌ی زمانی برای آن احتیاج دارد. مشاهده‌ی تفاوت‌های فردی در مغز انسان‌ها می‌تواند در هر چه دقیق‌تر کردن مطالعاتی که روی سیستم عصبی انجام می‌شود کمک کند و از اشتباهات احتمالی جلوگیری کند. همچنین دانشمندان بسیار به این رؤیا که روزی می‌توان از ویژگی‌های مغز همه‌ی افراد به‌عنوان چیزی منحصر به خود افراد (مانند اثرانگشت) یاد کرد، نزدیک‌تر شده‌اند.
داده‌هایی که طی این مدت در این پروژه به‌دست‌آمده طی سال‌های 2013 تا 2016 به‌طور مستمر منتشر می‌شده است و حجم این داده‌ها بالغ‌بر 9.5 پتابایت یا 9500 ترابایت تخمین زده‌شده است!

می‌توان مطالعه‌ی کانکتوم را در سه سطح گسترده طبقه‌بندی کرد:

1- سطح ماکروکانکتوم: در این مطالعه می‌توان اتصالاتی که بین نواحی مختلف مغز هستند را موردمطالعه قرار داد. در این روش،‌ دسته‌های عظیمی از سلول‌های عصبی، عملکرد آن‌ها و همچنین ارتباط آن‌ها با سایر نواحی مغز موردمطالعه قرار می‌گیرند. نواحی موردمطالعه نواحی عظیمی (مثلاً یک voxel) از مغز هستند که به‌طور متوسط یک تا دو میلی‌متر اندازه دارند.
2- سطح مزو کانکتوم: مطالعه‌ای در سطح سلولی است، ولی می‌توان در آن فاصله‌های به نسبت زیاد را نیز در مغز مورد مطالعه قرار داد.
3- سطح میکروکانکتوم: مطالعه‌ی سطح میکروکانکتوم، دشوارترین و پیچیده‌ترین مرحله است. در این سطح ابعاد مورد مطالعه در حد سلول‌های عصبی و سیناپس‌ها هستند و تنها به‌وسیله‌ی میکروسکوپ الکترونی آن‌ هم در مطالعات پس از مرگ می‌توان این کار را انجام داد. چیزی که انجام دادن آن روی مغز انسان دور از دسترس ما به نظر می‌رسد. اولین موجودی که بشر توانست به‌طور کامل کانکتوم آن را در سطح سلولی و به‌طور کامل رسم کند کرم لوله‌ای نماتود سینورابدیتیس الگانس بود. کرمی که تنها 302 عدد سلول عصبی داشت و برای اولین بار در سال 1986 نقشه‌ی عصبی‌اش تکمیل شد. ( White et al)
شاید پروژه‌ی کانکتوم مغز انسان دریچه‌ای برای ورود به جهان مغز باشد. چه‌بسا در چند سال آینده و با شروع فازهای بعدی این پروژه بتوانیم به درک بهتری از بیماری‌های عصبی پیچیده‌ای همچون اتیسم، اسکیزوفرنی و افسردگی دست پیدا کنیم.

منبع: مجله مغز و شناخت، شماره 1، بهار 1396

0
سیناپس
توسعه دهنده وب

بدون محدودیت به هزاران محتوای طبقه بندی شده، مقاله، کتاب‌، دوره‌ آموزشی، رویداد، اخبار، نوآوری و دستاوردهای حوزه علوم شناختی دسترسی پیدا کنید و به بزرگترین شبکه علوم شناختی کشور بپیوندید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سبد خرید
0