Добавить новость
ru24.net
World News in Dutch
Июль
2016

Scientists mapped the human brain like a city and revealed nearly 100 new regions

0

Imagine that the first map you ever saw of the United States was simply a rough outline of the country's borders with only about half the state boundaries penciled in.

That's essentially the type of diagram that scientists have been using as a map of the human brain for more than 100 years.

Fortunately, that's about to change.

By combining data from a handful of imaging techniques, an international coalition of researchers has created one of the most precise maps of the human brain ever seen. The new map, published Wednesday in the journal Nature, divides the brain up into 180 unique brain regions, of which 97 have never been identified before. Take a look:

Nature Neuroscience

"This is something of a landmark in terms of mapping the brain that we are very excited to share with the world," David Van Essen, one of the paper's authors and the alumni endowed professor of neuroscience at the Washington University Medical School in St. Louis, Missouri, told Business Insider.

To make it, the scientists combined over a century's worth of brain research, from 20th-century anatomical models based on dyed, paper-thin slices of cadaver brains, to modern MRI scans designed to show brain activity in live people — hundreds of them. They then programmed these scans into computers running artificial intelligence programs. Over time, the AIs got better at being able to spot many of the brain's previously ignored areas. And what they found will likely help the researchers of tomorrow to better identify what goes wrong in various diseases and illnesses of the brain, from Alzheimer's to depression.

It's incredibly cutting-edge; futuristic, even. But it's also grounded in a method of exploration that's been around for hundreds of years: Mapping.

Mapping the brain

Take a stroll outside your home, and you'll notice the terrain will change. Outside your door, your feet might touch wood or cement — your patio, perhaps. But take a few more steps and you're on grass. A few steps more and you reach the asphalt of a parking lot or the cement of a curb. Perhaps you reach a wall, a fence, or another physical border.

This approach is similar to the one that the researchers used to navigate the brain. Like curious hikers, they roamed the labyrinthian depths of the cortex and took detailed notes of what they saw. Every time they reached a spot where the terrain shifted, they marked it as a different part of the brain.

Nature Neuroscience"We were looking for where parts of the map change — so for example, you'll see the architecture will change as you step over a border," Matthew Glasser, a co-author of the paper and a graduate student in Van Essens's lab at the University of Washington in St. Louis, told Business Insider.

Still, architectural differences can only tell us so much. Outdoors, a patch of grass might be a sign of a soccer field, for example, but it could also be a dog park. A brick wall might indicate a library, but it could also be the sign of a school. So, instead of relying on one feature or "modality" alone, the scientists combined numerous studies that looked at different features. MRI scans, for example, are used to measure brain activity while participants engage in a specific task, like reading or watching a movie, or while they are simply letting their minds wander.

Combining the data from all of these studies revealed 97 previously unidentified regions of the brain, which in the future scientists might study in-depth in order to look at the causes of specific illnesses or disease — and to try and come up with cures.

'An island unto itself'

Of all of the 97 new regions, or "fingerprints," that the scientists spotted for the first time, one area in particular stood out: A region called 55B, which is thought to play a key role in how we process language.

Located towards the top and middle of the brain, 55B has been largely ignored for about a century. A 1956 paper by German anatomist Adolf Hopf — one of the only studies that the researchers came across that mentioned it — the area had simply been labeled "55B."

Hopf's paper suggested that 55B was a unique cortical region because its nerve fibers appeared to be packaged in far less of a type of insulation, called myelin, than the areas surrounding it. This level of insulation, or "myelination," has since become one of the key features that researchers use as a sign of a unique brain region. Van Essen and Glasser noticed the same thing Hopf had mentioned. But they noticed several other things as well.

When Van Essen, Glasser, and their team had participants in their study undergo a "language task" of listening to a story while having their brains scanned by an MRI, 55B glowed with activity. At the same time, its neighbors — the surrounding brain regions — stayed dark.

"This [area] is an island unto itself," said Van Essen.

Nature NeuroscienceBut that doesn't mean 55B is working solo when it comes to language — quite the opposite, in fact. The Broca's area, for example, a region that's been well-documented for its role in language, was also active during these language tasks, despite being located relatively far from 55B. What this tells us is that 55B is "part of a network whose dominant components are located in different parts of the frontal lobe." And while the current study doesn't get at the mechanics of how language processing works or what 55B's particular role might be in that larger process, what it does tell us is no less important: "We have a new kid on the language block," said Van Essen.

Future researchers who specialize in language might want to look at 55B to hone in on the causes of specific ailments, injuries, or diseases, or even to look into how our communication abilities could have evolved over time.

From brain maps to the 'connectome'

Despite centuries of research, much of our brain remains mysterious.

In fact, a lot of what we know draws from a map of the brain created by German anatomist Korbinian Brodmann in 1909. Brodmann's areas, as they're known today, are based on the brain's cytoarchitecture — how its billions of cells are stacked and arranged.

Here's an image of Brodmann's areas, which include regions thought to be involved in motor control, vision, hearing, and our sense of touch:

Nature Neuroscience

Since then, scientists have come up with a handful of slightly more modern techniques with which to look at the brain, such as MRIs, resting-state fMRIs, and myelin mapping (shown below), but even these are greatly limited in scope and detail. "It's although up until now, well over half the landscape was blurred or fuzzy to everyone," said Van Essen. By combining them, researchers think they may have come up with one of the sharpest and most accurate maps yet.

Earlier this year, another group of researchers at Washington University in St. Louis made some progress toward accomplishing this. In their paper, published in January in the journal Cerebral Cortex, they used data from a type of MRI called resting-state MRI (fMRI) to begin to pinpoint the rough boundaries of some of the fingerprints that Van Essen and his team later identified in detail.

Here's an image created to show researchers' progress towards creating more detailed brain maps:

Nature Neuroscience

The new map is part of a larger initiative called the Human Connectome Project, which began in 2012 with funding from the National Institutes of Health. In 2010, MIT neuroscientist Sebastian Seung suggested in a TED talk that the traits that make us human come from what he called our "connectome" — the intricate web of robust information highways that criss-cross different parts of the brain. Our connectome is responsible for all of our thoughts, dreams, and actions.

Stated another way, "I am my connectome," said Seung.

Nature NeuroscienceIn the 1970s, a group of researchers using rudimentary techniques assembled the first complete connectome — a model of the neurons and connections that comprise the brain of a worm called C. elegans. It took them more than a decade.

Today's researchers have slightly more modern tools at their behest: brain scans. In the last five years, several groups of researchers have made use of such scans to get closer to assembling a more complete map of the human brain.

Of course, work towards assembling a human connectome isn't without its critics, some of whom have said the effort still won't answer fundamental questions about how the brain does what it does. The $40-million Human Connectome Project, originally slated to run for five years, is now in its sixth. Scientists who support it say there's much work left to be done — but the future looks bright.

"We have this treasure trove of information," said Van Essen. "If you just take a glance at it it doesn't give answers to some of the most pressing questions, but it lets us look in considerable detail at what makes each of us uniquely human."

NOW WATCH: Here’s what happens to the human brain on LSD




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus




Эксперт по антиквариату и сервировке Регина ван Влит: как отличить антиквариат от ненужного старья

Лермонтовские места: не только Кавказ

Благотворительная акция ко Всемирному Дню офтальмологии от детских глазных клиник «Ясный Взор»

Сеть клиник «Будь Здоров» открыла первый травмпункт сети на базе клиники на Сретенке


Kolo Muani: Juventus prepare new offer but face Man United and Chelsea threat

Dear Abby: Our son was clean and fit until Emily came along

Weah’s agent: One Juventus director ‘is creating problems’

Chat log from R20 of 2025: Richmond vs Collingwood


Сунул нос не в своё дело: серийного нюхателя жоп снова поймали в Калифорнии

В Орловской области в реке утонула женщина

Под Орлом автомобиль врезался в земляной вал: водитель в больнице

Анекдоты недели и украденное лето


Bloody fighting game Invincible VS gets its most brutal character yet in Comic-Con trailer

Quarantine Zone creator reveals 3 reasons the zombie sim went viral on TikTok

Fretless — The Wrath of Riffson — музыка спасёт мир. Рецензия

Five Nights at Freddy's 2 movie gets its first full trailer for Comic-Con, promising even more animatronic terror



Сотрудница подразделения столичного главка Росгвардии завоевала «золото» на чемпионате войск по легкоатлетическому кроссу

Только смелым покоряются моря

Слушатели ENERGY отправятся на «Пикник Афиши» в Петербурге

Приключения в Дагестане: Comedy Radio рекомендует «Атель-Матель»




Сотрудница подразделения столичного главка Росгвардии завоевала «золото» на чемпионате войск по легкоатлетическому кроссу

В Тулу привезли походную икону с главной святыней Новодевичьего монастыря

ЦБ готовится к новому решению: как изменится ключевая ставка и что ждет рынок недвижимости

Где живут и на чем ездят самые аварийные водители России?


СК сообщил о возбуждении уголовного дела из-за обвала скалы в Кисловодске

"112" показал фото с места обвала скальной породы на отдыхающих в Кисловодске

Августовский урожай. Сезонные ягоды и фрукты, которые стоит купить сейчас

Врач-косметолог Мадина Осман: что такое липофилинг и кому он может быть показан


Калинская достигла финала турнира в Вашингтоне

Чемпион Универсиады по настольному теннису Сидоренко будет выступать за японский клуб

Рублев: Немного лучше стали результаты

Рублев покинул топ-10 мирового рейтинга ATP


Подросток погиб при взрыве боеприпаса времен ВОВ в многоэтажке в Волгограде

Двое туристов из Тольятти пострадали в Кисловодске из-за обвала грунта

СК сообщил о возбуждении уголовного дела из-за обвала скалы в Кисловодске

Детёныш редкого кенгуру валлаби появился на свет в Московском зоопарке


Музыкальные новости

Варвава Визбор рассказала об особом отношении к деду Юрию Визбору

Классика лечит: как Моцарт и Бетховен заменяют таблетки

Рэпер Джиган подарил 14-летней дочери Ариеле сумку за 233 тысячи рублей

Роскошный торт и Киркоров: хирург Хайдаров отпраздновал день рождения дочерей



Слушатели ENERGY отправятся на «Пикник Афиши» в Петербурге

Только смелым покоряются моря

Сотрудница подразделения столичного главка Росгвардии завоевала «золото» на чемпионате войск по легкоатлетическому кроссу

Благотворительная акция ко Всемирному Дню офтальмологии от детских глазных клиник «Ясный Взор»


«Бавария» забирает Диаса, защитник «Спартака» уезжает в Португалию. Трансферы и слухи дня

В Центральном округе Росгвардии подвели итоги военно-социальной (социальной) работы

Тройка от «Балтики»: разгром «Спартака» и лидерство «Локомотива»

«Марионетка США». Захарова пригвоздила Токио за атаку на Россию и восхитила японцев – изменят ли курс поклонники Обамы?


Культовый BAW 212 уже в России

ДТП с участием трех автомобилей произошло на внутренней стороне 104 километра МКАД

Сотрудники ОМОН Росгвардии помогли пострадавшему в ДТП на МКАД

В Москве 2 будет ограничено движение автомобилей


Путин поделился достижениями России в области технологий искусственного интеллекта.

"Ъ": Москва облегчила жизнь молдаванам в России

Путин: рост Сбербанка обеспечивает стабильность банковской системы.

Греф представил Путину отчет о деятельности Сбербанка.


Новый штамм COVID-19 переносится как легкая форма ОРВИ



Депутата ЗакСа Ленобласти Ивана Апостолевского задержали за пост с Навальным*


Обрушение в санатории "Москва" в Кисловодске: пострадали двое отдыхающих

Благотворительная акция ко Всемирному Дню офтальмологии от детских глазных клиник «Ясный Взор»

Мэр Кисловодска Моисеев: под завалами грунта в санатории может быть человек

Врач-косметолог Мадина Осман: что такое липофилинг и кому он может быть показан


Чтобы убрать Зеленского, США достаточно показать ему одну папку: вот почему Киев упал в ноги Трампу


В День парашютиста героем рубрики «Знай наших» стал сотрудник вневедомственной охраны столичного главка Росгвардии младший лейтенант полиции Александр С.

Сотрудница подразделения столичного главка Росгвардии завоевала «золото» на чемпионате войск по легкоатлетическому кроссу

Легкоатлеты из Мордовии показали лучшие результаты мирового сезона на международных соревнованиях в Москве

Чемпионат по военно-спортивному многоборью среди росгвардейцев завершился в Грозном


В Минске готовы активизировать сотрудничество с Эфиопией

Лукашенко взял на контроль ситуацию с уничтожением БПЛА над Минском



Станция "Достоевская" Кольцевой линии метро готова на четверть - Собянин

Собянин: Участие москвичей в жизни города — ключ ко всем позитивным изменениям

Мэр Москвы рассказал о развитии бывшей промзоны «Кирпичные улицы»

Собянин рассказал о тестировании уникальной ИИ-системы для диагностики инсульта


В Ростокине расскажут о млекопитающих Москвы

Кнайсль положительно оценила природоохранные меры в России.

В Бузулукском бору в эти дни работает смена проекта «Заповедное дело РГО»

Александр Михайлов (GSOC): «Безопасность IT-экосистемы — это зона нулевого доверия к подрядчикам»


Двое туристов из Тольятти пострадали в Кисловодске из-за обвала грунта

Глава Кисловодска: Под завалами после обрушения грунта может оставаться человек

СК сообщил о возбуждении уголовного дела из-за обвала скалы в Кисловодске

Росгвардия и МЧС провели пожарно-тактическое занятие в Чеченской Республике


Деревенские прогулки...

Не чайные клиперы

В Архангельске с 29 июля перекрывается движение по участку набережной Северной Двины

Туманное утро в Турчасово...


Сколько пассажиров прибывают в Крым летом на поездах ежедневно

В Симферополе состоялась презентация книги об Александре Федорчаке

В Севастополе пройдет масштабная выставка картин Александра Дейнеки

В Крыму из-за дыма от пожара столкнулись девять автомобилей


Росгвардия и МЧС провели пожарно-тактическое занятие в Чеченской Республике

Глава Кисловодска: Под завалами после обрушения грунта может оставаться человек

Детёныш редкого кенгуру валлаби появился на свет в Московском зоопарке

Подросток погиб при взрыве боеприпаса времен ВОВ в многоэтажке в Волгограде












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
WTA

Калинская повысила свои позиции на 17 мест в рейтинге WTA






"Аэрофлот" сообщил о возобновлении нормальной работы по расписанию

Сбой в Аптеках «Столички»: В Москве из 780 точек работают только 9

Подросток погиб при взрыве боеприпаса времен ВОВ в многоэтажке в Волгограде

Московский департамент транспорта выпустил карту "Тройка" с новым дизайном