قدیمی ترین قسمت مغز ما از لحاظ تکاملی، بخشی است که کمترین شناخت را از آن داریم. زیر قشر مغز انسان در اعماق مغز قرار دارد و از حواس اصلی گرفته تا خاطرات طولانی مدت را پردازش می کند.
اختلال عملکرد زیر قشر با بسیاری از اختلالات مغزی و روانشناختی، از جمله بیماری های هانتینگتون و پارکینسون، اسکیزوفرنی و افسردگی همراه است.
“تحقیقات جدید ما، منتشر شده در Nature Neuroscience، از یک اطلس مغزی جدید از زیر قشر مغز انسان رونمایی می کند، که یک ساختار سلسله مراتبی بسیار پیچیده است و 27 منطقه جدید زیر قشر را نشان می دهد.
نقشه برداری مغز، علمی قدیمی در زمینه نقشه برداری برای مغز است.
از قرن نوزدهم، نقشه برداران مغز بیشتر بر روی نقشه برداری از مناطق و شبکه های بیرونی ترین لایه مغز انسان متمرکز شده اند که به عنوان قشر مغز شناخته می شود.
این امر باعث شده زیرگروهی به عنوان یک Terra incognita ثبت نشده باقی بماند.
در نتیجه این کمبود اطلس های زیر قشر مغز، بسیاری از تلاش ها برای تهیه نقشه سیم کشی مغز، معروف به کانکتوم انسان، اغلب زیر قشر را نادیده می گیرند.
علاوه بر این، انتخاب بهترین مکان برای درمان های کانونی که زیر قشر را هدف قرار می دهند – مانند تحریک عمیق مغز (DBS) – نیاز به اطلس های زیر قشری دقیق دارد تا بتواند هدف گذاری دقیق را انجام دهد.
این شامل کاشت الکترود در مغز بیمار و تحریک الکتریکی اهداف زیر قشر برای درمان علائم بیماری پارکینسون، صرع و چندین اختلال عصبی-روانپزشکی است.
شناسایی اهداف تحریک می تواند بدون اطلس، چالش برانگیز باشد.
تیم ما از اسکن تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (MRI) با وضوح بالا از بیش از 1000 نفر برای ترسیم دقیق ترین اطلس زیر قشری تا به امروز، استفاده کرده است.
اطلس جدید ما معماری سازمانی بسیار شگفت انگیزی را نشان می دهد که در چهار سطح سلسله مراتبی گسترش یافته است.
تیم تحقیقاتی ما 27 قلمرو جدید از زیرگروه انسان را کشف کرد که هر یک از آنها با مرزهای مشخص شده و با عملکردی مشخص مرتبط هستند.
اما اطلس جدید ما معماری سازمانی بسیار پیچیده ای را نشان می دهد که در چهار سطح سلسله مراتبی گسترش یافته است.
به طرز شگفت انگیزی، هنگامی که از افراد خواسته شد طی اسکن مغز به انجام وظایف شناختی بپردازند، مرزهایی که برخی مناطق را جدا می کند، تغییر می کند.
این بدان معناست که این مناطق و نواحی زیر قشر “پویا” هستند و بسته به عملکرد و افکار فرد می توانند دوباره سازماندهی شوند.
اطلس جدید نشان دهنده چندین سال کار برای نقشه برداری از مناطق عملکردی یکی از مناطق ثبت نشده مغز انسان است.
اطلس، که با اسکن های مغزی با کیفیت بالا ارائه شده توسط Human Connectome Project امکان پذیر شد، در ابتدا با استفاده از اسکن مغزی اسکنر MRI 3 تسلا نقشه برداری شد – این اسکنری است که به طور معمول در اکثر بخش های رادیولوژی بیمارستان ها یافت می شود.
تحقیقات ما از اسکنر 7 تسلا با قدرت بالا برای تولید اطلس استفاده کرده است – مناطق جدید را با جزئیات بی سابقه نشان می دهد.
اطلس زیر قشر مغز فرصت های جدیدی برای دانشمندان علوم اعصاب جهت مطالعه عملکرد زیر قشر مغز در حالت سلامتی و بیماری فراهم می کند.
ترسیم مرزها
همانطور که اطلسهای جهان برای گردشگران گذشته بسیار حیاتی بودند، اطلسهای مغز نیز برای جراحان مغز و اعصاب که برای تحریک عمیق مغز (DBS) و سایر روشهای درمانی هدفمند، در زیر قشر به سمت کاشت الکترودها می روند،بسیار حیاتی است.
نقشه برداری مغز مدرن از اسکن MRI مغز و تکنیک های پیشرفته محاسباتی استفاده می کند.
اصول اساسی کم و بیش یکسان هستند و شامل ترسیم مرزها در مکانهای تغییر ناگهانی در ساختار مغز و الگوهای اتصال هستند.
وضوح بی سابقه اطلس جدید زیر قشر می تواند به درمان های هدفمند زیر قشر کمک کند.
در حال حاضر از اطلس برای شناسایی اهداف درمانی در آزمایش بالینی مداوم ما در مورد یک درمان تحریک مغناطیسی ترانس جمجمه (TMS) برای اختلال وسواس اجباری (OCD) استفاده می شود.
OCD با تغییرات مغزی در یک منطقه اصلی از اطلس ما که جسم مخطط نامیده می شود، ارتباط دارد و بنابراین ما درمان TMS را به مناطق قشر مغز که به شدت به این ناحیه متصل هستند، هدف قرار می دهیم.
بدون داشتن یک نقشه دقیق، هدف قرار دادن TMS و سایر روش های درمانی دقیق ممکن است چالش برانگیز باشد، البته اگر غیرممکن نباشد.
قابل ذکر است، زیر قشر دروازه بان مرکزی مغز است و اطلاعات ورودی و خروجی را بین لایه های بیرونی مغز و بقیه بدن تعدیل می کند.
اطلس ما نشان می دهد که چگونه مناطق و قلمروهای خاص زیر قشر به بقیه مغز متصل شده و شبکه های گسترده مغزی را تشکیل می دهند که از عملکرد شناختی گرفته تا پردازش حسی و حرکتی را تنظیم می کنند.
در حالی که زیر قشر از نظر فضایی با لایه های بیرونی مغز فاصله دارد، متوجه شدیم که هر یک از 27 ناحیه زیر قشری تازه کشف شده، الگوهای فعالیتی را نشان می دهد که بسیار با قسمت های خاص قشر مغز هماهنگ شده اند.
این میزان ارتباط بخشهای مختلف مغز، برای تشکیل شبکه ها را نشان می دهد.
“اطلس جدید ما با جزئیات بی سابقه ای، قسمت مهم و قبلا ثبت نشده مغز انسان را ترسیم می کند، اما همچنین نشان می دهد که چه مقدار از پیچیدگی های مغز را هنوز یاد نگرفته ایم.”
برای اطلاعات بیشتر به مؤسسه سلامت مغز دانا مراجعه کنید.
منبع: