دانشمندان نقشه جدیدی از قشر مغز در حال رشد انسان تهیه کردند

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما، محققان دانشکده پزشکی دانشگاه کارولینای شمالی به رهبری دکتر گانگ لی، نقشه‌ای سه‌بعدی با وضوح بی‌سابقه از سطح قشر مغز انسان‌های خردسال تهیه کردند. این نقشه رشد نواحی عملکردی کلیدی قشر مغز را از دو ماه پیش از تولد تا دو سال پس از آن به تصویر می‌کشد.

این نقشه جدید که در نشریه معتبر Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده، منبعی ارزشمند برای تحقیقات آینده در زمینه رشد مغز محسوب می‌شود و رویکردی قدرتمند برای مطالعه بیماری‌های مرتبط با رشد مغز مانند اوتیسم و اسکیزوفرنی فراهم می‌کند.

دکتر گانگ لی، استاد رادیولوژی دانشکده پزشکی UNC و نویسنده ارشد این مطالعه گفت: «این نتایج مرجعی مهم برای بررسی و درک پویایی‌های رشد مغز در مراحل اولیه زندگی است.»

قشر مغز، لایه‌ای از سلول‌های مغزی است که بخش بزرگی از مغز را می‌پوشاند. این بخش از مغز که پیشرفته‌ترین ناحیه در تکامل انسان است، مسئول عملکردهای برتر و ویژه انسانی مانند زبان و تفکر انتزاعی است.

دوره سه‌ماهه سوم بارداری تا دو سالگی، پویاترین مرحله رشد قشر مغز است. در این بازه، ضخامت قشر به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد و سطح آن با ایجاد چین‌های پیچیده به سرعت رشد می‌کند.

اختلالات در ضخامت و گسترش قشر مغز در این دوره با بیماری‌هایی مانند اوتیسم و اسکیزوفرنی مرتبط شناخته شده‌اند. با این حال، دانشمندان علوم اعصاب تاکنون درک کاملی از این مرحله رشد نداشته‌اند و نیازمند نقشه‌برداری جامع و با وضوح بالا هستند که نواحی قشر مغز را بر اساس نرخ رشد سطحی‌شان از دوران جنینی تا کودکی تفکیک کند.

در این مطالعه، دکتر لی و همکارانش چنین نقشه‌ای را تهیه کردند. آن‌ها مجموعه‌ای از 1037 اسکن MRI با کیفیت بالا از نوزادان در بازه زمانی سه‌ماهه سوم بارداری تا دو سالگی را گردآوری کردند. این اسکن‌ها از دو پروژه تحقیقاتی دیگر، پروژه UNC/UMN Baby Connectome و پروژه Developing Human Connectome جمع‌آوری شده‌اند.

تیم تحقیق با استفاده از روش‌های پیشرفته پردازش تصویر، سطح قشر مغز را به هزاران منطقه کوچک دایره‌ای تقسیم کرد و نرخ گسترش سطح هر ناحیه را محاسبه نمود.

این تحلیل بدون فرضیات قبلی درباره محل ساختارهای مغزی یا نواحی عملکردی انجام شد، اما در نقشه‌های به دست آمده، مناطق متمایز به وضوح دیده شدند که بر اساس سرعت‌های مختلف رشد سطحی تقسیم‌بندی شده بودند. در نهایت، 18 ناحیه متمایز تعریف شد که با نواحی عملکردی شناخته شده مغز همخوانی خوبی داشتند.

دکتر لی گفت: «تمام این نواحی در این بازه رشد، توسعه قابل توجهی در سطح خود نشان دادند و هر ناحیه مسیر رشد خاص خود را دارد.»

نقشه‌ها نشان دادند که هر ناحیه تمایل دارد مسیر رشدی مشابه ناحیه متناظر در نیمکره مقابل مغز را دنبال کند. تفاوت‌های جنسی نیز قابل مشاهده بود؛ حتی پس از کنترل تفاوت‌های جنسیتی در کل سطح قشر مغز (که در مردان بیشتر است)، تفاوت‌هایی در چندین ناحیه وجود داشت. برای مثال، ناحیه پیش‌پیشانی میانی در نیمکره چپ که نقش مهمی در توجه و حافظه کاری دارد، در مردان نسبتاً بزرگ‌تر شد و این تغییر در سال دوم پس از تولد رخ داد.

همچنین مشخص شد که الگوهای گسترش سطحی قشر مغز در این دوره اولیه، تفاوت‌های قابل توجهی با الگوهای رشد ضخامت قشر مغز دارند که نشان‌دهنده مکانیزم‌های مجزایی برای این دو جنبه رشد مغز است.

دکتر لی در پایان گفت که این نقشه‌برداری دیدگاه‌های بنیادی جدیدی را درباره رشد مغز ارائه می‌دهد.

او و تیمش قصد دارند این رویکرد را با استفاده از مجموعه داده‌های MRI که از سنین پایین‌تر شروع و تا سنین بالاتر ادامه دارد، گسترش دهند. همچنین برنامه‌ریزی برای مطالعه داده‌های کودکان مبتلا به اوتیسم و سایر شرایط رشد عصبی را دارند. این تحقیقات ممکن است نه تنها به درک بهتر منشأ این شرایط کمک کند بلکه بتواند نشانه‌ها یا نشانگرهای اولیه بیماری را شناسایی کند که در آینده برای درمان‌های زودهنگام و موثرتر کاربرد خواهند داشت.

-