Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Человеческий Проект Коннекта ( HCP ) является пятилетним проектом спонсируемый шестнадцатью компонентов Национальных институтов здравоохранения , раскол между двумя консорциумами научно - исследовательскими институтами. Проект был запущен в июле 2009 года [1] как первая из трех грандиозных задач проекта NIH для исследований в области нейробиологии. [2] 15 сентября 2010 года NIH объявил, что выделит два гранта: 30 миллионов долларов в течение пяти лет консорциуму во главе с Вашингтонским университетом в Сент-Луисе и Университетом Миннесоты при значительном вкладе Оксфордского университета (FMRIB) и 8,5 миллионов долларов в течение трех лет консорциуму во главе с Гарвардским университетом, Массачусетская больница общего профиля и Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе . [3]

Цель проекта Human Connectome - построить «карту сети» ( коннектом ), которая прольет свет на анатомические и функциональные взаимосвязи в здоровом человеческом мозгу , а также собрать массив данных, который облегчит исследования заболеваний мозга. такие как дислексия , аутизм , болезнь Альцгеймера и шизофрения . [4] [5]

Консорциум WU-Minn-Oxford [ править ]

Консорциум WU-Minn-Oxford разработал улучшенное оборудование для МРТ, получение изображений и методы анализа изображений для картирования связности в человеческом мозгу с пространственным разрешением, значительно лучше, чем это было доступно ранее; Используя эти методы, консорциум WU-Minn-Oxford собрал большой объем МРТ и поведенческих данных у 1200 здоровых взрослых - пар близнецов и их братьев и сестер из 300 семей - с помощью специального прибора МРТ 3 Тесла. Кроме того, он просканировал 184 объекта из этого пула при мощности 7 Тесла с более высоким пространственным разрешением. Данные анализируются, чтобы показать анатомические и функциональные связи между частями мозга каждого человека, и будут связаны с данными поведенческих тестов. Сравнение коннектомов и генетических данных генетически идентичных близнецовс разнояйцевыми близнецами покажет относительный вклад генов и окружающей среды в формирование мозговых цепей и определит соответствующие генетические вариации . Карты также прольют свет на то, как организованы мозговые сети.

Используя комбинацию неинвазивных технологий визуализации , включая фМРТ в состоянии покоя и функциональную МРТ , МЭГ и ЭЭГ , а также диффузионную МРТ , WU-Minn будет картировать коннектомы на макроуровне - картировать большие системы мозга , разделены на анатомически и функционально отдельные области, а не на отображение отдельных нейронов .

Десятки исследователей и исследователей из девяти учреждений внесли свой вклад в этот проект. Научно - исследовательские институты включают в себя: Университет Вашингтона в Сент - Луисе, Центр магнитно - резонансных исследований в Университете Миннесоты , Оксфордский университет , Сент - Луис университета , Университета штата Индиана , д'Аннунцио университета Кьети-Пескара , Эрнста Strungmann института , университета Warwick , Advanced МРТ Technologies и Калифорнийский университет в Беркли . [6]

Данные, полученные в результате этого исследования, публикуются на открытой нейроинформатической платформе с открытым исходным кодом. [7] [8]

Консорциум MGH / Гарвард-Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе [ править ]

Консорциум MGH / Harvard-UCLA сосредоточится на оптимизации технологии МРТ для визуализации структурных связей мозга с помощью диффузионной МРТ с целью повышения пространственного разрешения , качества и скорости. Диффузионная МРТ, используемая в обоих проектах, отображает фиброзные связи мозга на большие расстояния, отслеживая движение воды. Паттерны диффузии воды в разных типах клеток позволяют обнаруживать разные типы тканей. Используя этот метод визуализации , можно отчетливо увидеть длинные отростки нейронов, называемые белым веществом . [9] [10]

Новый сканер, созданный в центре MGH Martinos для этого проекта, «в 4-8 раз мощнее обычных систем, что позволяет получать изображения нейроанатомии человека с большей чувствительностью, чем это было возможно ранее». [3] Сканер имеет максимальную силу градиента 300 мТл / м и скорость нарастания 200 Т / м / с, при проверке значений b до 20 000. Для сравнения: стандартный градиент составляет 45 мТл / м со значением b 700. [11] [12] [13]

Поведенческое тестирование и измерение [ править ]

Чтобы лучше понять взаимосвязь между связностью мозга и поведением, в проекте Human Connectome будет использоваться надежный и хорошо проверенный набор показателей, которые оценивают широкий спектр человеческих функций. Ядром его набора являются инструменты и методы, разработанные NIH Toolbox для оценки неврологической и поведенческой функции. [14]

Исследование [ править ]

Проект Human Connectome вырос в большую группу исследовательских групп. Эти команды используют стиль сканирования мозга, разработанный Проектом. [15] Исследования обычно включают в себя использование больших групп участников, сканирование мозга участников под разными углами и тщательное документирование расположения структур в мозгу каждого участника. [16] Исследования, связанные с проектом Human Connectome, в настоящее время каталогизируются Координационным центром Connectome. Исследования делятся на три категории: коннекомы здоровых взрослых, данные о продолжительности жизни и коннекомы, связанные с заболеваниями человека. Под каждой из этих категорий находятся исследовательские группы, работающие над конкретными вопросами.

Здоровые взрослые коннекомы [ править ]

[17] Исследование молодых людей в рамках проекта «Коннектом человека» предоставило научному сообществу данные о мозговых связях 1100 здоровых молодых людей. [18] Ученые использовали данные исследования, чтобы поддержать теории о том, какие области мозга взаимодействуют друг с другом. [19] Например, в одном исследовании использовались данные проекта, чтобы показать, что миндалевидное тело , часть мозга, необходимая для обработки эмоций, связана с частями мозга, которые получают информацию от органов чувств и планируют движения. [20] Другое исследование показало, что у здоровых людей, которые имели высокую тенденцию к тревожному или депрессивному настроению, было меньше связей между миндалевидным телом и рядом областей мозга, связанных с вниманием.

Данные о продолжительности жизни [ править ]

В настоящее время существует четыре исследовательских группы, которые собирают данные о связях в головном мозге людей, отличных от молодежи. Цель этих групп - определить обычные связи мозга в младенчестве, детстве, подростковом возрасте и старении. Ученые будут использовать данные этих исследовательских групп таким же образом, как они использовали данные исследования молодых взрослых Human Connectome Project. [21]

Коннекомы, связанные с болезнями человека [ править ]

Четырнадцать исследовательских групп изучают, как связи в мозге меняются в течение определенного заболевания. Четыре группы сосредоточены на болезни Альцгеймера или деменции . Болезнь Альцгеймера и деменция - это болезни, которые начинаются в процессе старения. Потеря памяти и когнитивные нарушения указывают на прогрессирование этих заболеваний. Хотя ученые считают болезнь Альцгеймера заболеванием с определенной причиной, деменция на самом деле описывает симптомы, которые могут быть связаны с рядом причин. Две другие исследовательские группы изучают, как болезни, нарушающие зрение, изменяют взаимосвязь в мозге. Еще четыре исследовательские группы сосредоточены на тревожных расстройствах и большом депрессивном расстройстве.психологические расстройства, приводящие к нарушению эмоциональной регуляции. Еще две исследовательские группы сосредоточены на последствиях психоза , симптома некоторых психологических расстройств, при которых человек воспринимает реальность иначе, чем другие. Одна из команд исследует эпилепсию , болезнь, характеризующуюся припадками. Наконец, одна исследовательская группа документирует мозговые связи амишей , религиозной и этнической группы, у которой высокий уровень некоторых психологических расстройств . [22]

Хотя были выдвинуты теории о том, как изменяются мозговые связи при исследуемых заболеваниях, многие из этих теорий были подтверждены данными здорового населения. [20] Например, анализ мозга здоровых людей подтвердил теорию о том, что люди с тревожными расстройствами и депрессией имеют меньшую взаимосвязь между своими эмоциональными центрами и областями, которые управляют вниманием. Собирая данные конкретно от людей с этими заболеваниями, исследователи надеются получить более определенное представление о том, как связи мозга у этих людей меняются с течением времени.

Статус [ править ]

Официально проект еще не объявлен завершенным.

Полезные ссылки [ править ]

HCP вики - Human Connectome Project wiki

ICA-FIX - Документация по алгоритму ICA-FIX, используемому для данных фМРТ в состоянии покоя [23] [24] [25]

См. Также [ править ]

  • Коннектом: как связка мозга делает нас теми, кто мы есть
  • Коннектомика
  • Коннекограмма
  • Схема картирования мозга
  • Очертание человеческого мозга
  • Ноогенезис

Ссылки [ править ]

  1. ^ NIH запускает проект Human Connectome для выяснения связей мозга , Национальные институты здравоохранения, 15 июля 2009 г. , получено 16 февраля 2013 г.
  2. ^ "The Human Connectome Project" , NIH Blueprint for Neuroscience Research , National Institutes of Health , извлечено 16 февраля 2013 г.
  3. ^ Б 40000000 $ присужден проследить связи человеческого мозга , Национальные институты здравоохранения , 2010-09-15 , извлекаться 2013-02-16 , форсированные сканерами для выявления сложной схемы в высоком разрешении
  4. ^ Гош, Паллаб; Ван Ведин, доктор медицины (16 февраля 2013 г.). «Внутри разводки мозга» (видео) . Бостон : BBC News Online . Проверено 16 февраля 2013 .
  5. ^ Геддес, Линда (2016). «Человеческий мозг нанесен на карту с беспрецедентной детализацией». Природа . DOI : 10.1038 / nature.2016.20285 . S2CID 89023120 . 
  6. ^ «40 миллионов долларов, присужденных на отслеживание связей человеческого мозга» . НИМГ. 15 сентября 2010 года архивации с оригинала на 10 января 2012 года . Проверено 12 марта 2018 года .
  7. ^ "Connectome - Домашняя страница" .
  8. ^ "ConnectomeDB" .
  9. ^ "Образец диффузного изображения МРТ головного мозга" , Лаборатория нейровизуализации , Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе , заархивировано из оригинала 05.03.2012 , получено 16.02.2013.
  10. ^ Вентилятор, Qiuyun; Витцель, Томас; Нумменмаа, Аапо; Ван Дейк, Коэн Р.А.; Ван Хорн, Джон Д .; Дрюс, Мишель К .; Somerville, Leah H .; Шеридан, Маргарет А .; Сантильяна, Росарио М. (01.01.2016). «Наборы данных проекта коннектома человека MGH-USC с диффузионным МРТ со сверхвысоким значением b» . NeuroImage . 124 (Pt B): 1108–1114. DOI : 10.1016 / j.neuroimage.2015.08.075 . ISSN 1095-9572 . PMC 4651764 . PMID 26364861 .   
  11. ^ Улучшение SNR в диффузионных изображениях с высоким значением b с использованием градиентов Gmax = 300 мТл / м, Proc. Intl. Soc. Mag. Резон. Med. 20 (2012) 2738
  12. ^ «О центре» . 22 марта 2019.
  13. ^ Вентилятор, Qiuyun; Нумменмаа, Аапо; Витцель, Томас; Занзонико, Роберта; Кейл, Борис; Коли, Стивен; Полимени, Джонатан Р .; Тисдалл, Дилан; Ван Дейк, Коэн Р.А. (21 ноября 2014 г.). «Изучение возможности разрешения сложных структур белого вещества с помощью диффузионной магнитно-резонансной томографии с высоким значением b на сканере MGH-USC Connectom» . Связь мозга . 4 (9): 718–726. DOI : 10,1089 / brain.2014.0305 . ISSN 2158-0022 . PMC 4238244 . PMID 25287963 .   
  14. ^ http://humanconnectome.org/about/project/behavioral-testing.html , дата обращения 8 марта 2013.
  15. ^ Глассер, Мэтью Ф; Смит, Стивен М; Маркус, Дэниел С; Андерссон, Джеспер Л. Р.; Ауэрбах, Эдвард Дж; Беренс, Тимоти Э.Дж.; Коулсон, Тимоти С; Хармс, Майкл П.; Дженкинсон, Марк; Мёллер, Стин; Робинсон, Эмма С; Сотиропулос, Стаматиос Н; Сюй, Цзюньцянь; Якуб, Эсса; Угурбил, Камиль; Ван Эссен, Дэвид К. (2016). "Подход к нейровизуализации проекта" Коннектом человека "" . Природа Неврологии . 19 (9): 1175–87. DOI : 10.1038 / nn.4361 . PMC 6172654 . PMID 27571196 .  
  16. ^ UpAndRunning. «Коннектом - Домашняя страница» . www.humanconnectome.org . Проверено 28 ноября 2017 .
  17. ^ UpAndRunning. «Молодежь HCP - Коннектом - Публикации» . www.humanconnectome.org . Проверено 29 ноября 2017 .
  18. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2017-05-07 . Проверено 3 марта 2016 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  19. ^ Тоски, Никола; Дугдженто, Андреа; Пассамонти, Лука (2017). «Функциональная связь в миндалевидных сенсорных / (пред) моторных сетях в состоянии покоя: новые данные из проекта Human Connectome» . Европейский журнал нейробиологии . 45 (9): 1224–1229. DOI : 10.1111 / ejn.13544 . PMID 28231395 . 
  20. ^ а б Де Витте, Неле А. Дж; Мюллер, Свен С (2016). «Целостность белого вещества в мозговых сетях, связанных с тревогой и депрессией: данные из набора данных проекта коннектома человека» . Визуализация мозга и поведение . 11 (6): 1604–1615. DOI : 10.1007 / s11682-016-9642-2 . PMID 27744495 . S2CID 21758303 .  
  21. ^ UpAndRunning. «Коннектом - Исследования продолжительности жизни HCP» . www.humanconnectome.org . Проверено 13 декабря 2017 .
  22. ^ UpAndRunning. «Коннектом - исследования коннектома человека, связанные с заболеванием» . www.humanconnectome.org . Проверено 13 декабря 2017 .
  23. ^ Смит, Стивен М; Бекманн, Кристиан Ф; Андерссон, Джеспер; Ауэрбах, Эдвард Дж; Бийстербош, Жанин; Дуод, Гвенаэль; Дафф, Юджин; Файнберг, Дэвид А; Гриффанти, Людовика; Хармс, Майкл П.; Келли, Майкл; Лауманн, Тимоти; Миллер, Карла Л; Мёллер, Стин; Петерсен, Стив; Власть, Джонатан; Салими-Хоршиди, Голамреза; Снайдер, Авраам З.; Vu, An T; Вулрич, Марк У; Сюй, Цзюньцянь; Якуб, Эсса; Угурбил, Камил; Ван Эссен, Дэвид С; Глассер, Мэтью Ф (2013). «ФМРТ в состоянии покоя в проекте Human Connectome» . NeuroImage . 80 : 144–68. DOI : 10.1016 / j.neuroimage.2013.05.039 . PMC 3720828 . PMID 23702415 .  
  24. ^ Гриффанти, Людовика; Дуод, Гвенаэль; Бийстербош, Жанин; Евангелисти, Стефания; Альфаро-Альмагро, Фидель; Глассер, Мэтью Ф; Дафф, Юджин П; Фитцгиббон, Шон; Вестфаль, Роберт; Кароне, Давиде; Бекманн, Кристиан Ф; Смит, Стивен М (2017). «Ручная классификация шумовых составляющих фМРТ ICA» . NeuroImage . 154 : 188–205. DOI : 10.1016 / j.neuroimage.2016.12.036 . PMC 5489418 . PMID 27989777 .  
  25. ^ Салими-Хоршиди, Голамреза; Дуод, Гвенаэль; Бекманн, Кристиан Ф; Глассер, Мэтью Ф; Гриффанти, Людовика; Смит, Стивен М (2014). «Автоматическое шумоподавление функциональных данных МРТ: сочетание независимого компонентного анализа и иерархического объединения классификаторов» . NeuroImage . 90 : 449–68. DOI : 10.1016 / j.neuroimage.2013.11.046 . PMC 4019210 . PMID 24389422 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Официальный сайт проекта Human Connectome
  • Дом Гарвардского консорциума / MGH-UCLA Human Connectome Project
  • "The Human Connectome Project" , NIH Blueprint , Сент-Луис, Миссури : Медицинская школа Вашингтонского университета , получено 16 февраля 2013 г.
  • "The Human Connectome Project" , Исследовательская группа по нейроинформатике , Сент-Луис, штат Миссури : Школа медицины Вашингтонского университета , получено 16 февраля 2013 г.
  • Проект человеческого коннектома NIH Blueprint for Neuroscience Research
  • Проект NITRC Human Connectome Project (HCP) в Центре обмена информацией по инструментам и ресурсам для нейровизуализации и информатике (NITRC)
Связанные проекты Connectome
  • Зонтичный сайт для всей работы Human Connectome Project, финансируемой NIH
  • Открыть проект Connectome
  • онлайн-игра, отслеживающая нейроны сетчатки глаза EyeWire , проект, разработанный Массачусетским технологическим институтом и Институтом медицинских исследований Макса Планка
  • разработки проекта Human Коннект разработки проект Human Коннект , проект под руководством Королевского колледжа Лондона , Имперский колледж Лондона и Оксфордский университетом , ставит перед собой целью сделать крупный научный прогресс, создав первый 4-мерный Коннект ранней жизни.
пресс-релизы
  • Парди, Майкл (15 сентября 2010 г.). «Проект стоимостью 30 миллионов долларов будет отображать проводку мозга» (пресс-релиз). Сент-Луис, Миссури : Медицинский факультет Вашингтонского университета . Проверено 16 февраля 2012 .
  • Ашер, Джулс (29 марта 2012 г.). "Мозговая проводка легкая задача?" (Пресс-релиз). Национальные институты здоровья . Проверено 16 февраля 2013 . Сканирование показывает удивительно простую структуру трехмерной сетки - исследование, финансируемое NIH
Новостные репортажи
  • Митра, Партха (2012-05-22), Дороги мозга: отображение последнего рубежа , Scientific American , получено 16 февраля 2013 г. , Организованы ли нейроны как дороги?
  • Диллоу, Клэй (16 сентября 2010 г.), Проект Human Connectome - первая в своем роде карта схемы мозга , Popular Science , получено 16 февраля 2013 г.
  • Проект стоимостью 30 миллионов долларов будет отображать проводку мозга , The Medical Daily, 16 сентября 2010 г. , получено 16 февраля 2013 г.
  • Гастин, Джорджина (2010-10-08), исследование по картированию мозга в Сент-Луисе , Сент-Луис Post-Dispatch , получено 16 февраля 2013 г.