Tiede

Aivojen kartta päivitettiin kunnolla ensimmäistä kertaa yli sataan vuoteen

Kummassakin aivopuoliskossa on ainakin 180 aluetta, jotka suorittavat eri tehtäviä. Tähän asti neurotieteilijät ovat tukeutuneet kartoitukseen, joka on julkaistu vuonna 1909.

Se saattaa näyttää aikuisten värityskirjan kuvalta, mutta on tieteen huippua: uusi, ultratarkka aivojen kartta. Tuotos on Washingtonin yliopiston tutkijoiden ponnistelujen tulos ja osa Human Connectome -projektia, jossa perataan esiin täsmätietoa hermosoluverkostoista kuvaamalla 1 200 vapaaehtoisen aivoja.

Päivitys on tervetullut, sillä tähän asti neurotieteilijät ovat tukeutuneet kartoitukseen, jonka julkaisi saksalainen neurotieteilijä Korbinian Brodmann vuonna 1909. Hän viipaloi ensimmäisenä ihmisen aivokuoren ja eritteli siitä mikroskoopin avulla 52 erilaista aluetta. Tulokset Brodmann piirsi kartaksi käsin.

Sittemmin eri tehtäviin erikoistuneita hermosolukoita on kyetty paikantamaan vain 31 lisää.

Uudessa kartassa aivoalueita on kuitenkin rutkasti enemmän – peräti 180 kummassakin aivopuoliskossa, kertoo Washingtonin yliopiston tiedote.

”Tilanne on sama kuin tähtitieteessä: maan pinnalla sijaitsevat teleskoopit tuottivat sumeita kuvia, ennen kuin optiikka kehittyi ja keksittiin avaruusteleskoopit”, vertasi karttaryhmään kuulunut neurotietelijä Matthew Glasser Yhdysvaltain kansallisen terveysinstituutin tiedotteessa.

Aivan kuten fyysistä maailmaa kuvaaviin karttoihin merkitään tarkoituksen mukaan korkeuskäyriä, tiennumeroita tai vaikka mannerlaattojen ääriviivoja, voidaan aivokarttakin koota hyvin erilaisen informaation ympärille.

Aiemmat kartat aivoista on koostettu yleensä yhden tietyn ominaisuuden perusteella, kuten sen, millaiselta hermosolut näyttävät mikroskoopissa tai mitkä alueet vilkastuvat magneettikuvauslaitteessa, kun ihminen suorittaa jotakin tiettyä tehtävää. Nämä eri menetelmin tehdyt jaottelut näyttävät kuitenkin hyvin erilaisilta.

Glasser kollegoineen päätti yhdistää anatomiset ja toiminnalliset tiedot samaan karttaan. Tähän päästäkseen he opettivat tietokoneohjelman jäljittämään erilaisia aivoalueita oppivan algoritmin avulla.

Ohjelmaan syötettiin ensin tiedot 210 vapaaehtoisen magneettikuvista, joita taltioitiin eri tilanteissa. Välillä koehenkilöt vain makasivat skannerissa, toisinaan taas tekivät tehtäviä, kuten laskivat laskuja, kuuntelivat tarinoita tai luokittelivat esineitä.

Aivotoiminnan lisäksi tutkijat tarkastelivat myös aivojen rakennetta. He mittasivat muun muassa myeliiniä, rasvaa, joka ympäröi hermosoluja ja vauhdittaa signaalien kulkua paikasta toiseen. Sen määrässä ilmeni suuria eroja eri aivoalueiden välillä.

“Meillä on aivoista 112 eri sortin informaatiota, jota pystymme hyödyntämään”, päätutkija David Van Essen kertoi New York Timesille.

Algoritmin toimivuus varmistettiin toisella 210 koehenkilön ryhmällä.

Siitä tuli niin tarkka, että se tunnisti eri hermosolukot, vaikka ne olisivat olleet poikkeuksellisen muotoisia.

Kartoitus vahvisti aiemmin tunnistetut 83 aivoaluetta ja paikansi 97 uutta. Tutkijat ovat kuitenkin varmoja, että niitä löytyy vielä lisää.

Ryhmä toivoo, että uusi kartta hyödyttää niin tutkijoita kuin lääkäreitä.

”Se auttaa esimerkiksi leikkausten suunnittelua”, Glasser sanoo.

Neurotieteilijät taas voivat sen avulla ehkä oppia ymmärtämään paremmin esimerkiksi erilaisia häiriöitä, kuten dementiaa ja skitsofreniaa, Glasser pohtii.

Kuten fyysisen maailman kartografit, Glasser ja van Essen ryhmineen tarjoavat Nature-lehdessä julkaistun karttansa työkaluksi muiden käyttöön.

”Onnistuimme suostuttelemaan Naturen panemaan nettiin lähes 200 ylimääräistä sivua lisätietoa kaikista paikantamistamme 180 aivoalueesta sekä algoritmista, jota käytimme”, van Essen kommentoi Washington yliopiston verkkosivulla.

“Uskomme, että on parasta, että tiedeyhteisö pääsee itse sukeltamaan näihin tietoihin.”

HS Digistä löydät Hesarin juttuarkiston helmet
Saat tilaajana kokeilla HS Digiä maksutta
Tilaajille
Haluatko lukea koko artikkelin?

    Seuraa uutisia tästä aiheesta

  • Tiede
  • Aivot
  • Aivotutkimus

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää
    Luetuimmat
    1. 1

      Ylen A-teema osoitti jälleen, kuinka surkea konsepti sillä on: Ohjelmassa piti keskustella seksuaalisesta häirinnästä, mutta siellä keskusteltiin siitä, miten voi flirttailla

    2. 2

      Mies vei Saphira-koiransa hoitoon Lohjalle – kun hän meni myöhemmin katsomaan koiraa, löytyi vain tyhjä talo, josta oli lämpöpatteritkin viety

    3. 3

      Kukaan ei pelasta sinua täältä, sanoi ”lääkäri”, riisui toimittajan ja aloitti tutkimuksen – Kokeilimme, miltä tuntuu osallistua seksuaalisia fantasioita toteuttavaan esitykseen

    4. 4

      Suomeen vasta rantautuneen rikollis­jengin jäseniä tuomittiin vuosiksi vankilaan – pisin tuomio yli kymmenen vuotta

    5. 5

      Sexpon puheenjohtaja ja seksityöntekijä kertoo, millaisia ovat ihmisten noloimmat seksikysymykset: ”Nykyään asiakkaat kyllä pyytävät huomattavan reippaasti”

    6. 6

      Pohjois-Korea rakentaa uutta ohjus­sukellus­venettä, joka voisi hiipiä huomaamatta kohteensa lähelle – tavoitteena on varustaa se ydin­räjähteillä

    7. 7

      Kone-nimensä vuoksi vankilaan joutunut suomalaismies vapautui syytteistä – aikoo haastaa Bulgarian EU-oikeuteen

    8. 8

      Jätkäsaaren homehtuneen Wood Cityn suunnittelussa tehtiin virhe, tunnustaa Stora Enso – SRV myöntää, että puu­kerros­taloon hulahti rakennus­aikana runsaasti vettä

    9. 9

      Miksi Suomessa määrätään enemmän antibiootteja kuin Ruotsissa? ”Antibioottikuuri ei ratkaise kaikkea”, sanoo ministeri Saarikko

    10. 10

      ”Mökki tärisi niin kovasti, että sen täytyi tulla tähän lähelle” – kolme videota Lappia hämmästyttäneestä meteorista

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Mies vei Saphira-koiransa hoitoon Lohjalle – kun hän meni myöhemmin katsomaan koiraa, löytyi vain tyhjä talo, josta oli lämpöpatteritkin viety

    2. 2

      Jätkäsaaren homehtuneen Wood Cityn suunnittelussa tehtiin virhe, tunnustaa Stora Enso – SRV myöntää, että puu­kerros­taloon hulahti rakennus­aikana runsaasti vettä

    3. 3

      Sexpon puheenjohtaja ja seksityöntekijä kertoo, millaisia ovat ihmisten noloimmat seksikysymykset: ”Nykyään asiakkaat kyllä pyytävät huomattavan reippaasti”

    4. 4

      Tuhat vuotta sitten valtava viikinkiarmeija vyöryi Suomeen ja sai selkäänsä hämäläisiltä – Näin kertoo taru, mutta mitä oikeasti tapahtui?

      Tilaajille
    5. 5

      Poliisi katkaisi liikenteen Pengerkadulla Helsingin Kalliossa – päihtynyt mies heitteli kerrostalosta irtaimistoa kadulle

    6. 6

      ”Mökki tärisi niin kovasti, että sen täytyi tulla tähän lähelle” – kolme videota Lappia hämmästyttäneestä meteorista

    7. 7

      Kirkas valopallo jyrisi Lapin taivaalla – ”Kuulin useita räjähdyksiä, se oli kuin räjähdyssarja”, kertoo Inarin palopäällikkö

    8. 8

      Ylen A-teema osoitti jälleen, kuinka surkea konsepti sillä on: Ohjelmassa piti keskustella seksuaalisesta häirinnästä, mutta siellä keskusteltiin siitä, miten voi flirttailla

    9. 9

      HS:n suuri kaupunkivertailu: Kuopion elinvoimaisuus kasvoi eniten, Salo romahti – katso, miten isot kaupungit pärjäävät vertailussa

      Tilaajille
    10. 10

      Kone-nimensä vuoksi vankilaan joutunut suomalaismies vapautui syytteistä – aikoo haastaa Bulgarian EU-oikeuteen

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Joukossamme elää ihmisiä, joilla on pedon luonne – näin psykopaatti lipuu toisen ihmisen lähelle ja tekee tuhojaan

      Tilaajille
    2. 2

      Hätähuuto ihmiskunnan tulevaisuuden puolesta, 15 000 tieteentekijää varoittaa joukkotuhosta – ”Pitkään jatkunut nopea väestönkasvu on syy moniin ekologisiin ja jopa yhteiskunnallisiin uhkiin”

    3. 3

      ”Kukaan älykäs ja kaunis nainen ei halua seurustella työttömän, kouluttamattoman miehen kanssa” – 28-vuotias Valtteri ja 26-vuotias Kharouf kertovat tarinansa syrjäytymisestä

      Tilaajille
    4. 4

      Kolmevuotiaan lapsensa puukotuksesta epäillyn isän kuulustelut alkavat tiistaina, miehellä aiempaa rikostaustaa – Poliisi henkirikoksesta: ”Tapahtumia, joita ihmismieli ei meinaa käsittää”

    5. 5

      Varaslähtö länsi­metroon: astu kyytiin ja kiidä tunnelissa 36 kilometriä idästä länteen – verkko­retki kuvaa reitin kuljettajan silmin ja esittelee jokaisen aseman 360-kuvalla

    6. 6

      Turvapaikkapäätöstä odottava Sharif Qaderi potkaistiin ulos ryhmäkodista kun hän täytti 18 vuotta – Sitten itähelsinkiläinen lapsiperhe otti hänet luokseen asumaan

    7. 7

      Eräänä kesäiltana Seppo kaatui ja kuoli – se oli vakava paikka, sillä tämä raivokas nero yksin tiesi kaiken siitä, miten Suomen ydin­jäte haudataan turvallisesti

      Tilaajille
    8. 8

      Tuhat vuotta sitten valtava viikinkiarmeija vyöryi Suomeen ja sai selkäänsä hämäläisiltä – Näin kertoo taru, mutta mitä oikeasti tapahtui?

      Tilaajille
    9. 9

      Miksi vaikutusvaltaiset miehet panevat naiset katsomaan masturbointiaan? Asiantuntija vastaa

    10. 10

      Suomalainen peruskoulu on ajautunut muutamassa vuodessa sekavaan tilaan, joka vaarantaa oppilaiden oikeusturvan

    11. Näytä lisää
    Uusimmat
    1. Juuri nyt
    2. ”Mökki tärisi niin kovasti, että sen täytyi tulla tähän lähelle” – kolme videota Lappia hämmästyttäneestä meteorista
    3. Miksi Suomessa määrätään enemmän antibiootteja kuin Ruotsissa? ”Antibioottikuuri ei ratkaise kaikkea”, sanoo ministeri Saarikko
    4. Länsimetro­laskuri tikittää: HS astuu ensimmäisen metro­junan kyytiin, suora lähetys kello 5.00–12.00 – virtuaali­matkan voit tehdä jo nyt
    5. Olympiapannaan joutunut venäläishiihtäjä voitti Jällivaarassa kilpailun ja pukeutui Kuusamosta hankkimaansa puhdas kuin lumi -huiviin
    6. Sexpon puheenjohtaja ja seksityöntekijä kertoo, millaisia ovat ihmisten noloimmat seksikysymykset: ”Nykyään asiakkaat kyllä pyytävät huomattavan reippaasti”
    7. Kansalaispalvelus lisäisi osallisuuden tunnetta
    8. Pohjois-Korea rakentaa uutta ohjus­sukellus­venettä, joka voisi hiipiä huomaamatta kohteensa lähelle – tavoitteena on varustaa se ydin­räjähteillä
    9. Verisiä joukko­teurastuksia määrännyt Italian mafian pelätyin johtaja on kuollut – Miten se vaikuttaa Sisilian mafiaan?
    10. Tunti sitten
    11. ”Trump haluaa vedota myyttiseen ohiolaiseen kaivos­työläiseen” – Obaman ilmasto­politiikan perintöä tärvätään nyt vauhdilla, sanoo tutkija
    12. Urheiluministeri Sampo Terho pani arvovaltansa peliin ja anoi Espanjasta pelilupaa Petteri Koposelle ja Sasu Salinille – Susijengin päävalmentajan Henrik Dettmannin mukaan tilanne on kestämätön
    13. Näytä lisää