Атласы мозга человека могут использоваться медицинскими работниками для отслеживания нормативных тенденций во времени и определения важнейших аспектов раннего развития мозга.

С помощью этих атласов они могут увидеть, как выглядит типичное структурное и функциональное развитие, что облегчает им выявление симптомов аномального развития, таких как синдром дефицита внимания/гиперактивности (СДВГ), дислексия и церебральный паралич.

Пью-Тхиан Яп, доктор философии, профессор кафедры радиологии UNC, и его коллеги по кафедре и Центру визуализации биомедицинских исследований (BRIC) создали новую коллекцию атласов мозга младенцев (IBA) по месяцам, которые отражают тонкие пространственно-временные детали раннего развития мозга.

В этой работе, опубликованной в журнале Nature Methods, ученые создали набор месячных поверхностно-объемных продольных атласов мозга младенцев в возрасте от 2 недель до 2 лет. Сахар Ахмад, доктор философии, научный руководитель радиологии, был ведущим автором работы.

"Атласы головного мозга - это ключ к пониманию нейроразвития через призму клеточного состава, нейронных путей и функциональной организации", - сказал Яп. "Атласы человеческого мозга, созданные нашей командой, отображают раннюю фазу постнатального нейроразвития. Наши атласы станут ценным ресурсом для ученых, изучающих мозг, в разгадке ключевых нормативных и аберрантных черт, возможно, самой важной фазы развития человеческого мозга".

На протяжении первых двух лет жизни в мозге человека происходит целый ряд клеточных процессов, которые способствуют быстрому росту мозга младенца. Именно в этот период мозг изменяется структурно и реорганизует свои нейронные цепи. Когда развитие идет неправильно, это может иметь пагубные последствия для качества жизни, включая повышенный риск развития аутизма, шизофрении и СДВГ.

Используя IBA, исследователи могут зафиксировать изменения в структуре мозга, геометрии коры и контрастности тканей.

Атласы также показали, что кора в височной, теменной и префронтальной областях мозга толще, чем первичная зрительная и сенсомоторная кора. Это согласуется с выводом о том, что функции высшего порядка мозга младенца - такие как внимание, рабочая память, торможение и решение проблем - созревают медленнее, чем области мозга, отвечающие за зрительные, моторные и сенсорные функции.

В целом, поверхностно-объемные атласы IBA точно отражают траектории роста младенцев и делают это с богатой анатомической детализацией. Эти атласы зафиксировали ежемесячные изменения размера, формы и геометрии коры нормально развивающегося мозга, а также контрастность тканей, их объем и микроструктурные характеристики в возрасте от 2 недель до 2 лет.

"Мы надеемся, что эти атласы станут общей координатной основой, способствующей открытию новых знаний о процессах развития, лежащих в основе детского познания и социального поведения", - сказал Яп.