Science:科学家构建出首个超精度3D脑图
导读 |
在一项称作“大脑”的国际科研项目中,研究人员将一名65岁已故女性捐赠的大脑切成数千薄片,然后染色、成像,通过数字技术构建出史上第一个超高精度的3D脑图。研究人员说,这一成果有助了解人脑感知、思考和语言等过程的秘密。
来自德国和加拿大的研究人员20日在《科学》杂志上报告说,他们利用一种称为超薄切片机的特殊工具,将由石蜡包裹的脑组织小心翼翼地切... |
在一项称作“大脑”的国际科研项目中,研究人员将一名65岁已故女性捐赠的大脑切成数千薄片,然后染色、成像,通过数字技术构建出史上第一个超高精度的3D脑图。研究人员说,这一成果有助了解人脑感知、思考和语言等过程的秘密。
来自德国和加拿大的研究人员20日在《科学》杂志上报告说,他们利用一种称为超薄切片机的特殊工具,将由石蜡包裹的脑组织小心翼翼地切成7400多片,每片的厚度只有20微米,然后将切片染色,用于发现细胞体,接着对它们进行数字化处理。经过总共1000个小时的艰辛工作,终于创建出一幅3D脑图像。
在为此研究举行的电话新闻发布会上,论文作者、来自德国杜塞尔多夫大学的神经学家卡特琳·阿姆茨解释说,此脑并无特别之处,他们挑选的唯一标准就是要一个没有神经或精神方面问题记录的脑,也就是所谓“健康的脑”或者“正常的脑”。
据研究人员介绍,这幅3D脑图的分辨率达20微米,比一根头发丝还细。而利用磁共振成像技术构建的脑图精度只能达到1毫米,因此他们的3D脑图精度比后者要高出50倍。
《科学》杂志编辑彼得·斯特恩说,因为现有基准脑图的精度都比较低,所以这一研究“意义特别重大”。他说:“我们必须要更加、更加近地观察,才能更好地认识类似人中枢神经系统这么复杂的结构……这些作者推进了现有技术的极限。”
研究人员说,这一研究项目,为了解认知、语言、情绪及其他类似过程的神经生物学基础铺平了道路,它也将能帮助科学家更好地认识阿尔茨海默氏症等疾病的病理,并为药物研发提供有价值信息。
“大脑”项目是欧盟人脑工程研究计划的一部分。今年4月,美国也公布了类似的脑科学研究计划。目前,项目的研究成果已公布在网上免费供人们研究。
原文链接:
BigBrain: An Ultrahigh-Resolution 3D Human Brain Model
Reference brains are indispensable tools in human brain mapping, enabling integration of multimodal data into an anatomically realistic standard space. Available reference brains, however, are restricted to the macroscopic scale and do not provide information on the functionally important microscopic dimension. We created an ultrahigh-resolution three-dimensional (3D) model of a human brain at nearly cellular resolution of 20 micrometers, based on the reconstruction of 7404 histological sections. “BigBrain” is a free, publicly available tool that provides considerable neuroanatomical insight into the human brain, thereby allowing the extraction of microscopic data for modeling and simulation. BigBrain enables testing of hypotheses on optimal path lengths between interconnected cortical regions or on spatial organization of genetic patterning, redefining the traditional neuroanatomy maps such as those of Brodmann and von Economo.
来源:生物探索
还没有人评论,赶快抢个沙发