O echipă științifică americano-elvețiană, compusă din cercetători de la
Spitalul universitar al cantonului elvețian Vaud (CHUV, spitalul
principal din Lausanne) și de la Școala politehnică federală din
Lausanne (EPFL), a reușit să cartografieze prin metode neinvazive
conexiunile structurale din creierul uman, la scară macroscopică
, scrie ziarul elvețian Le Temps.
În 1993, co-descoperitorul structurii moleculei de ADN, scria că este rușinos faptul că știința neurologiei face progrese din ce în ce mai rapide, fără a avea o hartă a conexiunilor din creier, care să permită o imagine clară a funcționării vastei rețele neuronale. Această lacună a fost eliminată luni, în momentul când echipa americano-elvețiană a reușit prin metode neinvazive să elaboreze prima hartă de înaltă rezoluție a conexiunilor structurale din creierul uman, la scară macroscopică, structură denumită ”conectom”, trimitere la ”genom”, termen care desemnează ansamblul materialului genetic al unui individ. Rezultatele cercetării sunt publicate în revista PLoS Biology și deschid câmpuri de explorare în scopul mai bunei înțelegeri a patologiei unor boli precum epilepsia sau schizofrenia.
Savanții au realizat modele neuro-informatice ale conexiunilor existente în cortexul cerebral la animale precum pisici, macaci sau șobolani, în timp ce experiențe vechi deja de un secol au reușit, prin folosirea de coloranți, să furnizeze o imagine de bază a organizării creierului uman. Însă descrierea finei pânze de păianjen formate din cele 100 de miliarde de neuroni și bilioanele de conexiuni ale acestora este o sarcină imposibilă, dacă este să ne gândim că un astfel de studiu, realizat pe o râmă, al cărei sistem nervos conține 300 de celule, a durat un deceniu.
Din fericire însă, sistemul nervos uman este în așa fel organizat încât unele conexiuni sunt redundante, afirma Patric Hagmann, medic secundar la departamentul de radiodiagnostic și radiologie de la spitalul din Lausanne și autorul numărul unu al studiului. Acest lucru face posibilă studierea conexiunilor unor fibre neuronale groase de unu sau doi milimetri în locul unor celule separate, ceea ce echipa sa a și făcut, utilizând metoda imagisticii cu rezonanță magnetică nucleară (RMN). Din anii '90, această tehnică non-invazivă și neiradiantă permite detectarea activității cognitive a zonelor cerebrale. Dat fiind că încă tot nu s-a reușit să se înțeleagă rolul subiacent al structurilor anatomice cerebrale în generarea acestei activități, s-a recurs la o versiune și mai sensibilă a metodei și anume imagistica cu spectru de difuziune (DSI). Pentru a explica fenomenul, Hagmann a folosit o metaforă gastronomică, invitând pe cei interesați să-și imagineze macaroane în apă. Moleculele lichide circulă în interiorul acestor mici tuburi de paste făinoase și difuzează mai mult în direcție longitudinală decât laterală. Neuronii și prelungirile lor, axonii, funcționează într-o manieră similară, lăsând să circule și ei molecule de "apă". În acest fel se poate cuantifica difuzia apei cu ajutorul metodei DSI și deci traiectoria pachetelor de informații transmise de neuroni. Interesul este mai puțin legat de orientarea axonilor și mai degrabă de a ști care arii cerebrale sunt cele mai folosite. Pentru a afla acest lucru cortexul este divizat în mici careuri de 1,5 centimetri pătrați, fiind măsurată densitatea conexiunilor între aceste arii. Pentru a studia proprietățile globale ale arhitecturii cerebrale se aplică instrumente matematice sofisticate, provenite din zona telecomunicațiilor.
În mod surprinzător, în creierul fiecăruia din cei cinci subiecți examinați se găsea o structura înalt conectată, nucleul conexiunilor aflându-se în regiunea mediană posterioară a creierului, încălecând cele două emisfere, așa cum arăta Olaf Sporns, coresponsabil pentru acest studiu la universitatea din Indiana (California), și unul din părinții noțiunii de ”conectom”, împreună cu Hagmann. În această regiune este localizat așa numitul ”default network” (rețea standard în traducere aproximativă), o zonă mai puțin activă atunci când este vorba de solicitarea creierului pentru operațiuni mentale dar care utilizează în mod paradoxal mai multă energie metabolică decât un organ în repaos, fără a se descoperi până acum cauza acestui fenomen. Un lucru care i-a intrigat pe cercetători a fost corespondența dintre harta conexiunilor și imaginea RMN a acestei rețele standard, motiv care a dus la continuarea cercetărilor. Ideea era aceea de a aplica în cazul hărților de conexiuni cerebrale descoperite la un individ modele informatice ale activității neuronale, pentru a simula rezultatul unei măsurători realizate prin RMN-ul funcțional clasic. Rezultatele preliminare arată faptul că există o corelare mai degrabă bună între simulare și realitate, afirma Hagmann. Potrivit acestuia, aceste studii reprezintă un pas enorm către o mai bună înțelegere a creierului, ele sugerând că structura rețelei de conexiuni nervoase definește funcționalitățile creierului, lucru la prima vedere evident, dar care trebuie demonstrat.
Ambiția cercetătorilor de la Lausanne și din alte părți, în acest nou domeniu științific denumit ”conectomie”, este aceea de a extinde cercul subiecților analizați pentru a descoperi în hărțile de conexiuni cerebrale particularități ce ar putea fi puse în legătură cu unele stări patologice precum autismul, epilepsia sau schizofrenia. Savanții intenționează să observe funcționarea creierului în diferite stadii ale dezvoltării individului pentru a vedea cum evoluează conexiunile din creier în cursul dezvoltării organismului și procesului de îmbătrânire, adăuga Hagmann. /Rompres/
Acest articol a fost citit de 647 ori.
O echipă științifică americano-elvețiană, compusă din cercetători de la
Spitalul universitar al cantonului elvețian Vaud (CHUV, spitalul
principal din Lausanne) și de la Școala politehnică federală din
Lausanne (EPFL), a reușit să cartografieze prin metode neinvazive
conexiunile structurale din creierul uman, la scară macroscopică
, scrie ziarul elvețian Le Temps. 
