Человеческий мозг отвечает за важнейшие функции, включая восприятие, память, язык, мышление, сознание и эмоции.
Чтобы понять, как работает мозг, ученые часто используют нейровизуализацию для записи мозговой активности участников, когда мозг выполняет задачу или находится в состоянии покоя. Функции мозга систематически организованы в коре головного мозга, внешнем слое человеческого мозга. Исследователи часто используют то, что называется «моделью корковой поверхности», для анализа данных нейровизуализации и изучения функциональной организации человеческого мозга.
Каждый мозг имеет разную форму. Для анализа данных нейровизуализации нескольких людей исследователям необходимо зарегистрировать данные в одном и том же шаблоне мозга, что позволяет идентифицировать одно и то же анатомическое местоположение в разных мозгах, даже если мозги имеют разную форму. Эти местоположения известны как «вершины».
За последние 25 лет было создано несколько версий таких шаблонов, и наиболее часто используемые сегодня шаблоны кортикальной поверхности основаны на данных, собранных с 40 головных мозгов.
Теперь исследователи из Дартмута создали новый шаблон кортикальной поверхности под названием «OpenNeuro Average» или сокращенно «onavg», который обеспечивает большую точность и эффективность при анализе данных нейровизуализации. Результаты опубликованы в журнале Nature Methods.
«Наш шаблон поверхности коры, onavg, является первым, который равномерно опрашивает разные части мозга», — говорит ведущий автор исследования Фейлонг Ма из лаборатории Хэксби в Департаменте психологических и мозговых наук в Дартмуте. «Это менее предвзятая карта, которая более эффективна с точки зрения вычислений».
Команда создала шаблон на основе кортикальной анатомии 1031 мозга из 30 наборов данных OpenNeuro, бесплатной и открытой платформы для обмена данными нейровизуализации. По словам соавторов, это также первый шаблон кортикальной поверхности, основанный на геометрической форме мозга.
Напротив, предыдущие шаблоны неравномерно охватывали различные части коры и основывались на сферической форме для определения местоположения вершин коры, что приводило к смещениям в распределении вершин.
При использовании шаблона onavg для анализа требуется меньше данных.
«Получение данных с помощью нейровизуализации обходится очень дорого, а для некоторых клинических групп — например, если вы изучаете редкое заболевание — может быть сложно или невозможно получить большой объем данных, поэтому возможность получить лучшие результаты с меньшим объемом данных является преимуществом», — говорит Фейлонг. «Благодаря более эффективному использованию данных наш шаблон может потенциально повысить воспроизводимость и повторяемость результатов в академических исследованиях».
«Я считаю, что onavg представляет собой методологическое достижение, которое имеет широкое применение во всех аспектах когнитивной и клинической нейронауки», — говорит соавтор исследования профессор Джеймс Хаксби.
Он говорит, что их шаблон поверхности коры может быть использован для исследований зрения, слуха, языка и индивидуальных различий, а также таких расстройств, как аутизм и нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера и Паркинсона.
«Мы думаем, что это окажет широкое и глубокое влияние в этой области», — говорит Хаксби.
