Atlas cerebrais multiníveis fornecem ferramentas para um melhor diagnóstico de transtornos psiquiátricos e de envelhecimento

O multinível Julich Brain Atlas desenvolvido por pesquisadores do Human Brain Project (HBP) pode ajudar nos estudos de distúrbios psiquiátricos e do envelhecimento, correlacionando redes cerebrais com sua estrutura anatômica subjacente. Ao mapear a microarquitetura com níveis de detalhe sem precedentes, o atlas permite uma melhor compreensão da conectividade e função do cérebro.

Pesquisadores do HBP forneceram uma visão geral do Julich Brain Atlas na revista Psiquiatria Biológica. O artigo enfoca a citoarquitetura e a arquitetura do receptor do cérebro humano e como aplicar o atlas no campo da pesquisa psiquiátrica.

Citoarquitetura, o estudo da distribuição, densidade e morfologia das células no sistema nervoso, tem uma longa história no mapeamento cerebral. Os neurocientistas notaram pela primeira vez diferenças estruturais entre as áreas do córtex no final de 1800 e começaram a dividi-lo em áreas distintas. As áreas foram consideradas correlatas importantes com a função e disfunção cerebral.

Além da arquitetura celular, o Julich Brain Atlas também inclui mapas da distribuição de receptores para os neurotransmissores que modulam a atividade cerebral. Os receptores de neurotransmissores diferem não apenas entre as áreas, mas também entre as diferentes camadas de uma área e, portanto, estão intimamente relacionados ao seu padrão de conectividade e relevantes por seu papel em redes maiores. Com base nos dados coletados de cérebros post-mortem, o atlas explica a variabilidade natural entre os indivíduos, produzindo mapas probabilísticos em espaços 3D, em vez do mapa de apenas um cérebro individual.

O Julich Brain Atlas é um atlas “vivo” que cresce com novos insights sobre a parcela do cérebro sendo constantemente integrado. Ele está ligado a outros mapas, por exemplo, aqueles provenientes de estudos de tratos de fibras no cérebro humano vivo. Esses dados macroscópicos e microscópicos são integrados no HBP Atlas multinível do cérebro humanoque é de acesso aberto na infraestrutura de pesquisa digital do EBRAINS.

Os pesquisadores listaram casos de uso recentes das ferramentas em diferentes estudos revisados ​​por pares. Por exemplo, os usuários podem analisar e compartilhar dados de imagem de alta resolução e compará-los com conjuntos de dados fMRI. Eles podem olhar para a citoarquitetura de uma determinada região e sua conectividade, tanto dentro dela quanto com outras regiões.

Com uma ferramenta especial chamada JuGEX, os mapas podem ser vinculados a dados de expressão gênica do Allen Brain Atlas, permitindo profundas investigações multimodais. Por exemplo, usando o Julich Brain Atlas, os pesquisadores identificaram novos cérebro áreas que desempenham um papel no transtorno depressivo maior. Os dados de neuroimagem dos pacientes revelaram alterações específicas da área no volume e ativação da substância cinzenta. Usando o JuGEX, a equipe ligou ainda mais essas descobertas a diferenças locais na expressão de vários genes candidatos ao transtorno depressivo maior. De grandes estudos populacionais, mapas individuais personalizados de envelhecimento ou disfunção também podem ser extraídos para fornecer ferramentas de diagnóstico para demência.

Fornecido pelo Projeto Cérebro Humano