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科学杂志介绍了EBRAINS人脑图谱的核心

2020-08-02 19:31:35  

地图集的特征是接近250个结构不同的区域,每个区域均基于10个大脑的分析。超过24000个极薄的大脑区域被数字化,以3D形式组装并由专家进行制图。作为欧洲人脑项目新的EBRAINS基础设施的一部分,地图集充当了以空间精确的方式链接有关大脑的不同信息的界面。由Katrin Amunts教授领导的德国研究人员现已在著名的《科学》杂志上发表了新的大脑图集。

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在显微镜下,可以看到人脑的结构不是统一的,而是分为明显可区分的区域。它们在神经细胞的分布和密度以及功能上有所不同。借助Julich-Brain,由Katrin Amunts领导的研究人员现在可以展示最全面的蜂窝架构数字地图,并通过EBRAINS研究基础架构在全球范围内使用。

“一方面,数字大脑图谱将有助于更准确地解释神经影像研究的结果,例如对患者的影像。”德国朱利希研究中心主任,杜塞尔多夫大学教授Katrin Amunts说。“另一方面,它正成为一种大脑‘Google Earth‘的基础-因为细胞水平是链接大脑非常不同方面的数据的最佳接口。

大脑的Google地球

通过这种方式,研究人员为人类脑计划(HBP)做出了重大贡献,欧洲委员会刚刚为此批准了1.5亿欧元,直到2023年。“与该计划的许多合作伙伴一起,我们将EBRAINS打造为一个新颖的高科学研究的高科技研究基础设施。”兼项目科学研究主任Amunts说道。

3D图集已经进行了超过25年的研究。数十年来,数十位专家使用图像分析和数学算法来评估组织切片并确定大脑区域之间的边界,这些区域合起来总长近2000米。

地区差异

地图显示,不同大脑之间的区域有所不同,例如,在大小和位置方面。因此,Julich-Brain将各个区域的位置和形状显示为“概率图”。研究人员发现,布罗卡地区与语言有关的差异特别大。相反,主要视觉区域显得更为均匀。

作为EBRAINS的一部分,Julich Brain Atlas是将结构和功能整合在一起的起点。该地图集已经在帮助链接有关基因表达,连接性和功能活动的数据,例如,以更好地了解大脑功能和疾病机制。“ EBRAINS还使我们能够使用地图进行仿真或应用人工智能来探索大脑区域之间的分工。由此产生的大量数据是使用EBRAINS计算平台进行处理的。”计算能力来自新的欧洲超级计算网络FENIX,该网络由五个领先的高性能计算中心组成,其中包括Julich超级计算中心(JSC)。

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