Το «πλεκτό» του εγκεφάλου

Εντυπωσιακή οπτική απεικόνιση των νευρικών ινών αποκαλύπτει τη δομή του εγκεφαλικού δικτύου

Δίκτυο νευρικών ινών στο αριστερό ημισφαίριο του ανθρώπινου εγκεφάλου

Αν και μέχρι σήμερα επικρατούσε η πεποίθηση ότι οι νευρικές ίνες σχημάτιζαν ένα δαιδαλώδες πλέγμα παρόμοιο με περιπλεγμένα μακαρόνια, τα νέα πορτρέτα αποκαλύπτουν μια δομή από παράλληλες σειρές ινών, οι οποίες καλύπτονται από άλλες σειρές.
«Οι νευρικές ίνες σχηματίζουν ένα τρισδιάστατο δίκτυο το οποίο ακολουθεί μια ιδιαίτερα απλοϊκή ταξινόμηση» εξηγεί ο επικεφαλής της μελέτης και νευροεπιστήμονας στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ και στο Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης, δρ Βαν Βεντίν.
 
«Υπέρ-οργανωμένες» νευρικές ίνες
Με τη βοήθεια μιας εξελιγμένης μορφής μαγνητικής τομογραφίας που ανέπτυξε ο ίδιος (diffusion spectrum magnetic resonance imaging), ο δρ Βεντίν κατάφερε να εντοπίσει την κίνηση μορίων νερού κατά μήκος των διατομών εγκεφαλικών νευρικών ινών και να ανιχνεύσει έτσι τον προσανατολισμό της κάθε ίνας.
«Αυτό που προέκυψε ήταν εντυπωσιακό» εξηγεί ο δρ Βεντίν. «Είδαμε ότι οι ίνες έμοιαζαν σχεδόν παράλληλες μεταξύ τους, παραπέμποντας στα δόντια μιας τσατσάρας».
Ενδείξεις από προηγούμενες μελέτες σε ζώα, έκαναν λόγο για την πιθανότητα ύπαρξης μιας τέτοιας διάταξης των ινών. Οι ερευνητές άλλωστε γνώριζαν ότι τα νευρικά κύτταρα στη σπονδυλική στήλη και στο εγκεφαλικό στέλεχος ακολουθούσαν μια πολύ καλά ταξινομημένη δομή από παράλληλες και κάθετες σειρές.
Ωστόσο, κατά τον δρα Βεντίν, η απεικόνιση υψηλής ανάλυσης του ανθρώπινου εγκεφάλου ήταν ιδιαίτερα δύσκολη διαδικασία, καθώς οι ασθενείς, όταν παραμένουν στον μαγνητικό τομογράφο για περισσότερο από 45 λεπτά, αρχίζουν να αισθάνονται άβολα.

Το πείραμα
Οι αμερικανοί επιστήμονες προχώρησαν στη σάρωση εγκεφάλων που ανήκαν σε τέσσερα διαφορετικά είδη πρωτευόντων - τα δείγματα συνελέγησαν μετά θάνατον. Κάτι τέτοιο τους επέτρεψε να μελετήσουν τους εγκεφάλους των ζώων επί 48 ώρες. Παράλληλα, με τη βοήθεια του νέου τομογράφου υψηλής ανάλυσης 3T Connectom Scanner του Προγράμματος NIH Blueprint Human Connectome, πραγματοποίησαν σάρωση του εγκεφάλου ζώντων ανθρώπων. Με χρήση ειδικού λογισμικού κατάφεραν να συνθέσουν τρισδιάστατες εικόνες των νευρικών «μονοπατιών» του εγκεφάλου.
«Μελετώντας διαφορετικά είδη, είδαμε ότι εμφάνιζαν παρόμοια εγκεφαλική δομή» λέει ο δρ Βεντίν. «Ξεκινώντας από πρωτεύοντα με μικρούς εγκεφάλους και καταλήγοντας σε πρωτεύοντα με μεγάλους εγκεφάλους, οι κανόνες ήταν ίδιοι: η μόνη διαφορά είναι ότι στην περίπτωση των μεγαλύτερων εγκεφάλων οι σειρές των νευρικών ινών ήταν περισσότερες» καταλήγει ο ειδικός.
Τα εντυπωσιακά ευρήματα παρουσιάζονται στην επιθεώρηση «Science».

Πηγή

Posted in: Άνθρωπος, επιστήμη