Beyin Haritalama Nasıl Çalışır?

{h1}

Beyin haritalaması, beynin yapısının tam bir resmini sağlamaya çalışır. Beyin haritalamanın nasıl çalıştığını ve neden bu kadar bilimsel bir atılım olduğunu öğrenin.

İnsan beyni, 100 milyar nöron ve destek hücresinin bir düğümüdür. Orada bir ömür boyu anılar saklayabiliriz. Sonnets yazmak ve uçak inşa etmek için kullanabiliriz. Elbette, bir filin beyni daha büyüktür, daha ağırdır ve daha fazla nöronları vardır, ama filler de yeteneklerimizden yoksundur. Intrigued? Bilim adamları emin. İnsan beynini, onlarca yıl sürecek büyük bir projeyi haritalandırmanın bir nedeni bu.

Beyin haritalaması, beynin yapısını işlevine bağlamaya ya da hangi parçaların bize belirli yetenekler verdiğini bulmaya çalışır. Örneğin beynimizin hangi yönü yaratıcı veya mantıklı olmamızı sağlıyor? Buna denir fonksiyonun lokalizasyonu.

Beyin fonksiyonlarının haritalandırılmasında bilim adamları, beyinleri çeşitli görevler üzerinde çalışırken izlemek için görüntüleme kullanırlar. San Antonio'daki Teksas Üniversitesi'ndeki bir nörobiyolog olan Charles Wilson, bu şekilde fonksiyonun lokalizasyonunu şöyle açıklıyor:

Öncelikle sesle yapmak zorunda olan vizyon ve diğer bölümlerle ilgisi olan beynin bir kısmı var. Şimdi, vizyon bölümüne bakıp şunu söyleyebilir miyiz? Beynin kırmızı nesneleri algılayan ve yeşil nesneleri algılayan başka bir parçası var mı? Veya aynı alan her iki renkteki nesneleri de algılar mı?

Beyin haritalaması da dışarıdan bakar. Örneğin, beynin öğrenme ve yaşlanma süreçleri aracılığıyla fiziksel olarak nasıl değiştiğini inceleyerek ortamın beynin yapısını nasıl değiştirdiğini inceler. Beyin haritalaması ayrıca zihinsel hastalıklar ve diğer beyin hastalıkları sırasında beyinde fiziksel olarak neyin yanlış gittiğini inceler.

Son olarak, beyin haritalaması bize beynimizin yapısının tam bir resmini vermeyi amaçlamaktadır. Google Earth, gezegenimizin uydu görüntülerini gösterir ve kıtalar, ülkeler, eyaletler, şehirler, otoyollar, sokaklar ve binalara yakınlaşır. Beynimizin tam bir yapısal haritası benzer olabilir. Bize tüm beynimizi gösterebilirdi; tüm bölgeler, fonksiyonel loblar, özelleşmiş merkezler, beyin kısımlarını bağlayan kalın nöron "demetleri", nöron devreleri, tek nöronlar, nöronlar ve nihayet nöron kısımları arasındaki bağlantılar. Bilim adamları hala bu büyük haritayı oluşturabilecek parçaları geliştiriyorlar.

Beyin haritalaması birçok farklı araç koleksiyonudur. Araştırmacılar beynin görüntülerini toplamalı, bu görüntüleri veriye dönüştürmeli ve sonra bu verileri beynin içinde geliştikçe neler olduğunu analiz etmek için kullanmalıdır.

Araştırmacıların beyni nasıl bulduklarını öğrenmek için okumaya devam edin.

Beyin Haritalama Teknolojisi ve Yöntemleri

Bundan uzun bir yol kat ettik.

Bundan uzun bir yol kat ettik.

Bilim adamları beynin yapısını ve işlevini incelemek için birçok yöntem kullanırlar. Sağlıklı beyinlerin fotoğraflarını çekiyor ve onları hastalıklı beyinlerle karşılaştırıyorlar. Ayrıca, insanlardan, primatlardan ve küçük memelilerden alınan beyinleri inceliyor ve omurgasızların daha küçük sinir sistemlerinin nasıl çalıştığını anlamaya çalışıyorlar. Mikroskopik düzeyde, nöronları da incelerler.

İşte beyin haritalamada kullanılan bazı araçlar. Bu teknikler beynin görüntülerini alır:

  • Bilgisayarlı eksenel tomografi (CAT) taraması Beynin birçok açıdan X ışınları ve yapısal anormallikler gösterir.
  • Yapısal manyetik rezonans görüntüleme Bir CAT taramasından daha iyi çözünürlüğe sahip görüntüler oluşturmak için beyindeki sudan yararlanır.
  • Difüzyon tensörü-MRI (DTI) Beynin su hareketini takip ederek beyin bölgelerini bağlayan nöronların görüntüleri "yolları".

Bu teknikler beyin aktivitesini inceler:

  • Elektroensefalografi (EEG) Beyinde bulunan veya kapağa takılan detektörleri kullanarak beyindeki elektriksel olarak aktif yerleri gösterir.
  • Pozitron emisyon tomografi (EVCİL HAYVAN) Beyindeki radyoaktif işaretleyicilerin görüntülerini alır.
  • Fonksiyonel MRG (fMRI) Konular çeşitli görevlerde çalışırken beyin aktivitesinin görüntülerini gösterir.
  • Farmakolojik fonksiyonel MRG (phMRI) ilaçlar verildiği zaman beyin aktivitesini gösterir.
  • Transkraniyal manyetik stimülasyon (TMS) Belirli davranışları tetiklemek için beyin kısımlarını noninvasif olarak uyarır.

-Yeni yöntemler araştırmacıların sağlam bir beyindeki nöronlar arasındaki tüm bağlantıları görmelerini sağlar. Bu çalışma dalı çağrıldı connectomics. Beynin "bağlantı şeması" denir connectome [Kaynak: Lichtman]. "Yakın zamana kadar, bu bağlantı şemalarını elde etme konusunda hiçbir umudumuz olmadı," diyor yeni bir teknik geliştiren gruba liderlik eden Harvard biyolog Jeff Lichtman. "Tek tek hücreleri görebilirdik, ama hepsini bir kerede asla."

Beyin Haritalama Nasıl Çalışır?: beyin

Brainbow, bu transgenik fare beynindeki nöronları yaklaşık 90 farklı renk kombinasyonuyla etiketledi.

Böyle bir teknik, olarak bilinen Brainbow, canlı bir hayvanın beynindeki her nöronu farklı bir renkte etiketler. Bilim adamları, hayvanın beyninin görüntülerini oluşturarak, nöronların birbirleriyle nerede ve nasıl bağlandıklarını görebilirler. Hayvan büyüdükçe ve yaşlandıkça, nöronların bağlantıları nasıl değiştirdiğini de izleyebilirler.

Başka bir teknik ATLUM, veya otomatik bant toplama teli ultramicrotome. Bu makine bir beynin bağlantı şemasını okur. Lichtman, "Elmayı bir elma ile benzer bir şey yapıyoruz" diye açıklıyor. "Biz, bir tornada beynimizi döndürüp spiral bir kesiğe dokunduğumuzda sarmal bir kesimi tamamen tıraş ediyoruz. Sonunda, bir bütün olarak beynimiz olan son derece uzun bir bant elde edeceğiz. Bir elektron mikroskobu kullanarak, Kabloların yapısını görmek için görüntü. "

Şimdiye kadar, Brainbow ve ATLUM sadece fareler gibi nispeten küçük beyinleri olan hayvanları incelemek için kullanılıyor.

Peki, anlamı nedir? Ne, eğer bir şey varsa, haritalamayı yapabilir mi? Bir sonraki sayfada insan beyninin haritasını çıkarmadan neler öğrenebileceğimizi öğrenin.

Bir phMRI ağrıyı araştırabilir mi?

İngiltere'nin Oxford'un Beyin Fonksiyonel Manyetik Rezonans Görüntülemesi Merkezi'nde yapılan bir araştırmada, araştırmacılar, hastaların beyinlerinin yanıklarından ve yakılan ağrı kesici dozlarından dolayı beyin görüntülerini kaydettiler. Hastaların beyinlerindeki ağrı merkezleri ilaç dozları arttıkça daha az aktif hale geldi. Bir ilacın beyindeki etkisinin bu basit ölçüsü, sonunda psikiyatrik ilaçları [kaynak: Matthews] test etmek için kullanılabilir.

Beyin Haritalama Kullanımları

Bilim adamları neden beyin haritalamanın zorlu görevini üstlenirler? Cevap basit: Lichtman: Beynimizi daha yakından anlamak için. Beyindeki tüm nöronların nasıl bağlandığına dair bir şema görmedik. Jeff Lichtman'ın dediği gibi, “Beynimiz hakkındaki düşüncelerimizin çoğu, aslında orada olan şeyin eksik bilgisine dayanmaktadır. Yani aslında orada ne olduğunu görmek isteriz.”

Lichtman, beynin bağlantı şemasının, nasıl öğrendiğimizi ve adapte olduğumuzu daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir. "Başka bir hayvana göre çevremize daha az adapte olmaya başlıyoruz. Yetişkin olduktan sonra, genetik mirasımızın kullanabileceği araçları kullanabiliriz - iPod'lar gibi. Hayvan, bunu yapabiliriz. Gelişmemiz sırasında, bu makineleri kullanabilmek için kendimizi telle bağlamalıyız.

Beyin haritalaması da doktorlar için pratik kullanımdır. Nöroşirürjiyenler daha güvenli ameliyatlar planlamak için beyin haritalamayı kullanırlar. Epilepsi için bir tedavi, örneğin, beynin etkilenen kısmını kaldırır. Fonksiyonel MRG ve EEG kullanarak, cerrahlar bir hastanın beynindeki nöbet merkezini ve ayrıca konuşma ve hareket sırasında aktif olan alanları milimetreye yerleştirebilir. Bu görüntüler doktorlara ne bırakıp ne kesileceğini anlatıyor.

Beyin görüntüleme sadece tedavide kullanılmaz. Parkinson ve Alzheimer [kaynak: Wilson] gibi nörodejeneratif hastalıkları teşhis etmek için kullanılır. PET gibi etiketleme tekniklerini kullanarak, doktorlar bazı beyin kimyasallarında düşüş ararlar veya doku kaybını gösteren bölgelerdeki küçülmeleri incelemek için MRI kullanabilirler. Zamanla, doktorlar, hastalık ilerledikçe ya da tedaviler çalışırken beynin neye benzediğini haritalandırabilirler [kaynak: Nörodejeneratif Bozukluklar Enstitüsü].

Otizm gibi gelişimsel bozukluklar beyinde yapısal bir temele sahip olabilir. Lichtman, otizmin nöronlar arasında bir dizi yanlış bağlantı içerdiği düşünülür. Brainbow'ı otizmli bir fareye uygulayarak, araştırmacılar, kablolamanın ne zaman, ne zaman ve nasıl yapılacağını öğrenmek için kablolama şemasının geliştiğini görebilirler.

Bilim adamları da, çeşitli akıl hastalıklarının beyindeki etkilerini, bazı başarılarıyla göstermeye çalışmışlardır. Bu hastalarda beyin görüntülemesi yapısal anormallikler ortaya koydu. Örneğin, yapısal MRG şizofreni hastalarında madde kaybettiğini göstermiştir. geçici ve Prefrontal korteks zamanla [Kaynak: Rapoport]. Bu bulgular henüz tedaviye yol açmamıştır.

Panik bozukluğu, bipolar bozukluk, depresyon, anksiyete, yeme bozuklukları ve daha fazlası farklı beyin görüntüleme teknikleri kullanılarak incelenmektedir, ancak bilim adamlarının bulgularını nasıl yorumluyoruz? Daha önemlisi, onları nerede görebiliriz? Bir sonraki sayfada öğrenin.

Sarcasm Mapped. Bilinç Hala Elusive.

Doktorlar ve bilim adamları, beyin haritasından daha fazlasını bu makalenin kapsadığından daha fazla öğrendi. İşte iki önemli nokta:

  • Alay: Atanmış beyin bölgesini kullanarak alayları tespit ederiz sağ parahipokampal girus. Araştırmacılar bu bölgedeki bozulma olan hastalarda fonksiyonel MRI kullanarak keşfettiler ve tüm sarcasm [kaynak: Hurley] duygusunu kaybettiler.
  • Bilinç: New York Üniversitesi'nden Rodolfo Llinas'a göre, beyni beynin derinliklerinde bulunan bir senkronizasyon merkezine ve daha yüksek düşünce veren nöron döngülerine bölebiliriz. Merkezin ilmeklerin uyum içinde çalışmasını sürdürdüğü zaman bilinçli hissediyoruz. Ama eğer her iki parça zarar görürse, bir ya da tüm bilinci kaybedebiliriz, diyor Cornell Üniversitesi'nin Weill Tıp Koleji'nde yer alan Nicholas Schiff. Bu, yıllarca bilincin dışa dönük belirtileri olmayan hastaların neden tanıdık bir sese tepki olarak tamamen normal beyin aktivitesini gösterebileceğini açıklayabilir. Onlar dil [kaynak: Zimmer] işleyen sinir ağları gibi, izolasyon içinde çalışan döngüler var.

Beyin Atlası: Beyin Haritalarını Nasıl Kullanıyoruz

Microsoft'un kurucu ortağı Paul G. Allen, Eylül 2006'da Allen Brain Atlas'ın Capitol Hill'de tamamlanmasını sağlamıştır. Proje, fare beyinlerindeki genlerin ifadesini incelemektedir.

Microsoft'un kurucu ortağı Paul G. Allen, Eylül 2006'da Allen Brain Atlas'ın Capitol Hill'de tamamlanmasını sağlamıştır. Proje, fare beyinlerindeki genlerin ifadesini incelemektedir.

Nöroenformatik, internette sahip olduğumuz tüm verileri internette kullanılabilir formda yerleştirir. Veriler, farklı beyin bölgelerinde "açılmış" olan görüntüleri, nöron davranış modellerini ve genlerin haritalarını içerir. Verileri paylaşılabilir ve araştırılabilir hale getirerek, beyin araştırmacıları birbirlerinin çalışmalarından kurtulup daha fazlasını keşfedebilirler.

Mühendisler, beyin araştırmacılarının verileri paylaşmasına ve karşılaştırmasına yardımcı olmak için yazılım yazıyor. Yazılım, örneğin, Alzheimer hastalarının farklı beyin boyutları ve şekilleri olan MRI'larının benzer beyin özelliklerine sahip olup olmadığını analiz etmektedir. Bipolar bozukluğa yatkın belirli bir beyin mimarisi olan erkekler mi? Bu soru ve diğer pek çokları, bir gün, yenilerini çalışmaktan ziyade geçmişteki hastaların görüntülerini yeniden analiz eden bilgisayar programları tarafından cevaplanabilir.

İşte araştırmacıların cevaplar için kullanabileceği beyin atlası örnekleri:

  • Allen Fare Beyin Atlası: Fare beyni 21.000 gen ifade eder. Araştırmacılar beynini dilimlediler ve her genin ifade edildiği yerde lekelendi.Ziyaretçiler, kendi ilgi alanları için beynin fotoğraflarına veya 3 boyutlu modellerine bakabilir [kaynak: Allen Beyin Bilimi Enstitüsü].
  • Allen İnsan korteksi Atlas: Serebral korteksimiz düşünmemizi, akıl almamızı ve hatırlamamızı sağlar. Araştırmacılar bunu da dilimledi. Ayrıca 1000 genin ve saymanın ifade edildiği yerlerde lekelendi. Hatta resimlerde sörf yapabilirsiniz [Kaynak: Allen Beyin Bilimi Enstitüsü].
  • Bütün beyin atlası: İnsan beyninin görüntülerini, yaşlandıkça ve hastalıklarla savaşırken depolar [kaynak: Becker].

Görüntüler tek bilgi kaynağı değildir. İşte beyin araştırmacılarının kullandığı veritabanı örnekleri:

  • NeuronDB İnsan beynindeki belirli nöronların diyagramlarını verir ve hangi girdilerin ateşlenmesine neden olduğunu söyler [kaynak: Marenco].
  • ModelDB nöronların ve nöron ağlarının elektriksel sinyalleri nasıl gönderdiğinin matematiksel modellerini depolar. Wilson, “Hareket halindeki milyonlarca hücrenin toplanması hareket, duyum, biliş, duygu ve insan deneyimi haline gelir” diyor. "Beyin fonksiyonunun bir modelini yapmak için," [kaynak: Shepherd] ile başlıyoruz.

Şimdi insan beynini haritalayabiliriz, ne kadar uzağa gittik? Hala bitirmedik mi? Yakın mıyız? Bir sonraki sayfada öğrenin.

Komple Beyin Haritası

Bir kadın, insan beyninin nörobiyolojik süreçlerini gösteren Dresden, Almanya'daki bir sergiyi inceliyor. Sonunda mutluluk gibi duyguları haritalayabilir miyiz?

Bir kadın, insan beyninin nörobiyolojik süreçlerini gösteren Dresden, Almanya'daki bir sergiyi inceliyor. Sonunda mutluluk gibi duyguları haritalayabilir miyiz?

Araştırmacılar istatistik üretmek için yeterince büyük olan beyinlerin beyinlerini görüntüledikten sonra, karmaşık beyin haritaları yaptılar. AIDS ilerledikçe ve metamfetaminleri kullandığımızdan yaşlandıkça beyin hacmini kaybettiğimizi gösteren haritalar vardır.

İnsan beyninin tam bir haritası nasıl görünürdü? Bu senin çıkarlarına bağlı. Beyin yapısını bilmek istemiyorsanız, bu varsayımsal Google Earth sürümünü görmek isteyebiliriz. Bu, korteksimizin bir resmi ile başlayıp 888,898,432,857 numaralı nöron sayısına yakınlaştırabilir.

Bu eksiksiz Google Earth türü, birçok noktada duraklatılmıştır. Böyle bir nokta, tüm insan beyni nöronlarının ve bağlantılarının görüntülenmesidir. Harvard biyologu Jeff Lichtman, bu verileri farede bile almanın zahmetli olduğunu söylüyor. Oranında ATLUM Lichtman'ın tahminlerine göre, bir elektron mikroskopu çalışıyor ve fare beynindeki bütün birbirine bağlı nöronların bir haritasının alınması 200.000 hafta sürecek. Veriler, "İnternet'teki tüm verilerden daha büyük - dünyanın tüm kütüphanelerindeki tüm verilerden daha büyük" diyor. "Şu anda, bilgisayarlarda mümkün olan depolama türü oldukça işe yaramıyor." Bağlantılı nöronların tam bir haritasına sahip olduğumuz tek “beyin” ine aittir. C. elegansLichtman, “bir milimetre uzunluğunda ve 300 sinir hücresine sahip bir kurt” diyor.

Yine, eksiksiz bir beyin haritasının tanımlanması ilgi alanlarınıza bağlıdır. Eğer bir nöropsikiyatristiyseniz, örneğin, beynin tam bir haritası, bipolar bozukluğun beyinde doğumdan ilk semptoma nasıl geçtiğini ve süreci durdurmak için lityumun ne yaptığını gösteren bir hızlandırılmış görüntü olabilir.

Bu senin için yeterli olmayabilir. Beyinlerin her son santimetresinin işlevini bilmek isteyebilirsiniz. Ne yazık ki, bu imkansız. Nörobiyolog Charles Wilson, çok hızlı veya çok yavaş olan fonksiyonları yakalayamayız diyor. Diğer süreçler ömür boyu sürer. Hiçbir görüntüleme çalışması doğumdan ölüme kadar birisini izlemedi. Wilson, "Her zaman ilgilenen kolları bilmediğimiz bir yöntem yoktur. Küçük bir parçadan daha fazlasını tutacağımız bir yöntem yoktur," diyor Wilson. Bu noktada Lichtman, tüm bu haritaları bir araya getirmek için mevcut bir çaba olmadığını söylüyor.

Wilson, bu haritaların niçin ya da niçin olamayacağımızın temel bir nedeni yok diyor. "Sorunlar, üstesinden gelinebilecek pratik teknoloji problemleridir. Herhangi bir haritada olduğu gibi, eğer bir ham harita ile başlarsanız, haritadan daha iyidir ve yeni bir haritaya ihtiyacınız olmaz. Sadece eski haritaya bilgi eklersiniz. daha rafine hale getirmek için, bir gün uyanmayacağız ve buna sahip olamayacağız. Bugün biraz ekleyeceğiz, biraz yarın, ve bir noktada, diyeceğiz ki, 'Vay, bu başlıyor. oldukça iyi görünmek. ''

Beyin haritalaması süreci hakkında daha fazla bilgi için bir sonraki sayfaya bakınız.

Hepsini Kullan

Beynimizin sadece yüzde 10'unu kullandığımız bir efsanedir. Hepsini kullanıyoruz. Beyin görüntüleri, tüm bölümlerde toplu olarak belgelenmiş bir faaliyet göstermektedir. Dahası, küçük bir bölgedeki hasar büyük yetenekleri silebilir. Profesör Eric Chudler'in Washington Üniversitesi'ndeki web sitesinde yüzde 10 beyin efsanesi hakkında daha fazla bilgi edinin.


Video Takviyesi: Zihin Haritası ile Nasıl Not Alınır?.




Araştırma


Alüminyum Hakkında Gerçekler
Alüminyum Hakkında Gerçekler

Arctic'S Record Melt Endişeleri Bilim Insanları
Arctic'S Record Melt Endişeleri Bilim Insanları

Bilim Haberleri


Canavar Tornado 3 Yılda Ilk Ef-5 Twister Oldu
Canavar Tornado 3 Yılda Ilk Ef-5 Twister Oldu

Alzheimer'In Korunmasının Tek Yolu: Bir Yürüyüşe Çıkın
Alzheimer'In Korunmasının Tek Yolu: Bir Yürüyüşe Çıkın

Çocuklar Neden Söylendiklerini Yapmıyor?
Çocuklar Neden Söylendiklerini Yapmıyor?

Mutlu Pi Günü! Geeks Neden 3.14 Kutladı?
Mutlu Pi Günü! Geeks Neden 3.14 Kutladı?

Günümüzün Okyanusları Olarak Tuzlu Olarak Antik Atlantik Deniz Suyu Ikili
Günümüzün Okyanusları Olarak Tuzlu Olarak Antik Atlantik Deniz Suyu Ikili


TR.WordsSideKick.com
Her Hakkı Saklıdır!
Herhangi Bir Malzemenin Çoğaltılabilir Sadece Siteye Aktif Linki Prostanovkoy TR.WordsSideKick.com

© 2005–2019 TR.WordsSideKick.com