科学家成为船尾脑扫描项目后的研究科目
寻求分析个人大脑的独特特征进化到所谓的午夜扫描俱乐部,这是一群有大想法的科学家,但几乎没有资金,几乎没有资金研究了激活身体最强大的器官的万亿的神经连接。
该研究小组于2013年,由华盛顿大学医学院的两个神经科学家在圣路易斯举办,旨在收集有关个性大脑的大量数据。该研究的主题是科学家们自己和八个人,所有初级教师或研究生。
大多数分析连接的努力都涉及扫描许多大脑并跨越人群的数据。对于这项研究,研究人员使用脑- 在其他活动中,评估控制语音和电机功能的脑网络的技术。研究人员在休息和执行阅读等认知任务时审查了个人。
他们的目标是通过编制10名成人收集的数据和数小时的数据来更好地了解个人脑的内部工作 - 一组研究科目本身包括两个研究科目。他们的作品导致了10个高保真,个人特定的Connectomes - 揭示脑网络中的空间和组织变异的神经大脑连接的详细地图,并且有一天可能有助于确定对脑相关疾病的个性化治疗。
该研究在线在线公布了7月27日神经元并将在8月16日的封面上出现。数据集可作为神经科学家的资源可用,因此他们可以拆除信息以进一步发现脑电路。
“使用这种方法,我们可能有一天能够获得患者的脑功能地图,并根据其特定特征来获得患者的脑功能地图和个性化神经精神和医学治疗脑网络,“医学院小儿科和发育神经科助理教授Nico Dosenbach,MD博士尼科·德森巴赫·博士说。”我们希望能够使用神经影像动物提供个性化药物来治疗癫痫发作,偏头痛和抑郁症的人。
“这对基本神经科学也是令人兴奋的,因为这些单独的地图看起来与当前可用的标准组地图相比有点不同,”Dosenbach表示。“我们了解到,空间平均摧毁了我们脑组织的所有精细特征,就像当你平均几个人物面孔的照片一样。一切都被模糊而斑驳。”
在过去的25年里,神经根学家在人群中平均了MRI数据,作为一种近似的方式人脑组织。
“我们想采取不同的方法,”Dosenbach解释说,他还在圣路易斯儿童医院治疗患者。“跨越许多人的大脑数据使科学家能够了解大脑功能。但是编制个人级别的数据邀请了精确的机会。目标是找到可能在神经系统疾病中发挥作用的单个变化,从偏头脑中发挥作用,从偏头脑到阿尔茨海默脑伤害。“
Dosenbach及其同事收集了10个人的MRI图像,并分析了神经细胞如何在单个脑中发挥作用。它们使用了两种类型的磁共振成像:功能性MRI,其在特定认知活动中确定最活跃的大脑的部位;休息状态的功能连接,探索神经连接,而大脑未积极参与任务。
然而,让这样的图像呈现挑战 - 在他们中,寻找承诺的志愿者接受了大声,令人不快的脑成像,并找到了围绕研究员MRI机器的高需求和成本的方式。
“每人获得大量成像数据的主要缺点是它的成本巨大,”Dosenbach说。“作为一个新的教职员,我的资金非常短。此外,扫描仪每天都在全天预订。”
Denelson大学博士史蒂夫尼尔森博士史蒂夫尼尔森(Steve Nelson)史蒂夫尼尔森博士史蒂夫尼尔斯博士在尼尔森发现大学的研究扫描仪中的收费大约为每小时600美元,午夜后减少了90%。
“我们的座右铭成为'Carpe Noctem,'或'抓住夜晚',”托森巴赫说。
As founding members of the Midnight Scan Club, Dosenbach and Nelson—now a neuroimaging director at the U.S. Department of Veterans Affairs in Waco, Texas, and a research assistant professor at Baylor University in Waco and the University of Texas at Dallas—scanned their brains first, subjecting themselves to 12 nightly, two-hour sessions.
然后,两人招募了八名志愿者 - 男性和女性研究生和初级教师,在20世纪中期到30多岁。
“这项研究并不容易,”Dosenbach说。“我们已经专业稀薄,MRI经验令人不快,并且很难保持清醒。我们也有个人生活。当时,我有一个小孩,我的妻子怀孕了七个月。这是一个对她来说,让我走了大部分时间和夜晚的大牺牲,然后当我回家时,我要小睡。“
但是,该战略证明预算友好,总计12,000美元,而不是125,000美元,而他们在白天进行了扫描。
他们的分析由First Author Evan Moss Gordon,博士,美国退伍军人事务部的一个调查员,以及博士,博士,博士,博士,博物馆在巴恩斯犹太医院的精神病学 - 揭示了几种变化脑组织在本集团中。例如,在大多数个人中,整个大脑网络形成巨大的循环;然而,在两个研究参与者中,包括福森巴赫,大脑整体展示了更多的线性连接。
“这意味着我的大脑不同?”他问。“但是,我不知道,一般认为循环网络提高了信息处理的效率。”
他将场景与选择不同路由的两个驱动程序进行比较。高速公路上的一个啤酒花并迅速到达;另一个蜿蜒街道。尽管不同的方法和时间框架,两者都可以到达同一个地方。
“在未来的使用更大的样本尺寸的工作中,我们希望澄清哪些变化神经连接影响行为,哪些不是,“Dosenbach说。
Dosbach表示,DataSet还可以帮助神经科医生理解和治疗癫痫发作等脑疾病。“如果我们收集每个主题的更多和更高质量的数据,我们可以制作每个人的功能性大脑建筑的精确地图,”他说。“对我来说,这是使用这些地图的第一步,以指导我们在护理神经系统和精神病患者。我们的小型样本并不多样化,但数据已经提出了几种变化。这对人们对人们响应的原因很重要不同的药物治疗。“
该项目的启发部分地由人类连接项目,全球努力集中在映射人类脑电路通过神经影像学和数据共享。自2010年以来,华盛顿大学已联合领导该项目,当时国立卫生研究院(NIH)被评为大学的联合领导者,以监督3000万美元到一个研究财团履行补助金。
Dosenbach还表示,他受到斯坦福大学的一位指出的神经科学家和心理学家博士的启发。“Russ是第一个近18个月每周扫描两次扫描自己的人,”Dosenbach说。“我们钦佩他的方法,我们想扩展它。
“我们已经对其他研究群体表达了对模仿我们的数据收集方法的兴趣,以及其他研究小组希望协作分析数据,”他说。“对我来说,这是神经影像动物领域的范式转变。我很高兴看到这将在哪里导致我们在寻求揭开人类大脑的奥秘中。”
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