نقشه‌برداری دقیق تر از فعالیت مغز با ایجاد الگوی جدید

دانشمندان کالج دارتموث یک الگوی جدید از سطح مغز به نام “OpenNeuro Average” یا “onavg” ایجاد کرده‌اند، که دقت و کارایی تحلیل داده‌های تصویربرداری عصبی را افزایش می‌دهد.

به‌ گزارش تک‌ناک، این الگو که از آناتومی 1031 مغز تشکیل شده است، توزیع یکنواختی از بخش‌های مختلف قشر مغزی ارائه می‌دهد و استفادۀ کارآمدتری از داده‌ها را امکان‌پذیر می‌کند. این پیشرفت می‌تواند تأثیر گسترده‌ای بر تحقیقات در زمینۀ علوم اعصاب شناختی و بالینی، از جمله مطالعات مربوط به بیماری‌های عصبی-تخریبی داشته باشد. این الگوی مغزی به‌روزشده، نقشه‌برداری از فعالیت مغز را افزایش می‌دهد.

مغز انسان نقش حیاتی در مدیریت عملکردهای اساسی مانند: ادراک، حافظه، زبان، شناخت، آگاهی و احساسات دارد.

در راستای درک شیوۀ عملکرد مغز، دانشمندان اغلب از تصویربرداری عصبی برای ثبت فعالیت مغز شرکت‌‌کنندگان در زمانی که مغز در حال انجام یک کار یا در حالت استراحت است، استفاده می‌کنند. عملکردهای مغز به طور سیستماتیک روی قشر مغز یا همان لایۀ بیرونی مغز انسان سازماندهی می‌شوند. محققان اغلب از آنچه «مدل سطح قشر مغز» نامیده می‌شود برای تجزیه و تحلیل داده‌های تصویربرداری عصبی و مطالعۀ سازمان عملکردی مغز انسان استفاده می‌کنند.

هر مغز شکل متفاوتی دارد. در راستای تجزیه و تحلیل داده‌های تصویربرداری عصبی از افراد مختلف، محققان باید داده‌ها را با استفاده از الگوی مغزی یکسانی ثبت کنند، که امکان شناسایی مکان آناتومیک یکسان در مغزهای مختلف را فراهم می‌آورد، حتی اگر مغزها اشکال متفاوتی داشته باشند. این مکان‌ها به عنوان “RAS” شناخته می‌شوند.

در طول 25 سال گذشته، تکرارهای متعددی از چنین الگوهایی وجود داشته است و رایج‌ترین الگوهای سطح قشر مغز امروزه بر اساس داده‌های جمع‌آوری شده از 40 مغز می‌باشد.

معرفی OpenNeuro Average

به تازگی محققان کالج دارتموث یک الگوی سطح قشر مغز جدید به نام “OpenNeuro Average” یا به اختصار “onavg” ایجاد کرده‌اند، که دقت و کارایی بیشتری را در تجزیه و تحلیل داده‌های تصویربرداری عصبی ارائه می‌کند.

این یافته‌ها در مجلۀ Nature Methods منتشر شده است.

فیلونگ ما، محقق ارشد این مطالعه گفت: «الگوی سطح قشر ما که onavg نام دارد، اولین نمونه‌ای است که از قسمت‌های مختلف مغز به طور یکنواخت نمونه‌برداری می‌کند. این نقشه از نظر محاسباتی کارآمدتر است.»

تیم تحقیقاتی این الگو را بر اساس آناتومی قشر 1031 مغز از 30 مجموعه داده در OpenNeuro که یک پلتفرم رایگان و منبع‌باز برای به اشتراک‌گذاری داده‌های تصویربرداری عصبی است، ساختند. به گفتۀ محققان، این اولین الگوی سطح قشر مغز می‌باشد که بر اساس شکل هندسی مغز است.

در مقابل، الگوهای قبلی از قسمت‌های مختلف قشر به‌طور ناهموار نمونه‌برداری می‌کردند و بر اساس یک شکل کره‌مانند برای تعیین محل رئوس قشری طراحی می‌شدند که باعث سوگیری در توزیع رئوس می‌شد.

با الگوی onavg، داده‌های کمتری برای تجزیه و تحلیل مورد نیاز است.

به دست آوردن داده‌ها از طریق تصویربرداری عصبی بسیار گران است و برای برخی از جمعیت‌های بالینی امکان دارد به دست آوردن حجم زیادی از داده‌ها دشوار یا غیرممکن باشد، بنابراین توانایی دسترسی به نتایج بهتر با داده‌های کمتر بسیار حائز اهمیت است. با استفادۀ کارآمدتر از داده‌ها، این الگو به طور بالقوه می‌تواند تکرارپذیری نتایج را در مطالعات دانشگاهی افزایش دهد.

مفاهیم و مشارکت‌های گسترده‌تر

جیمز هاکسبی، یکی از نویسندگان این مطالعه توضیح داد: «من فکر می‌کنم که onavg یک پیشرفت روش‌شناختی است که کاربردهای گسترده‌ای در تمام جنبه‌های علوم اعصاب شناختی و بالینی دارد.»

وی اعلام کرد: «این الگوی مغزی می‌تواند برای مطالعات بینایی، شنوایی، زبان و تفاوت‌های فردی، همچنین در مورد اختلالاتی مثل اوتیسم و ​​بیماری‌های عصبی مانند: آلزایمر و پارکینسون استفاده شود.»