Ученые использовали более 100 000 МРТ для составления карты человеческого мозга на протяжении всей нашей жизни

Теперь мы получили более полную, чем когда-либо, картину того, как мозг растет, развивается и сокращается в течение нашей жизни - все это благодаря сложной базе данных, объединяющей 123 984 снимка магнитно-резонансной томографии (МРТ), сделанных у 101 457 человек.

Эти снимки охватывают все этапы жизни, от 16-недельного плода до 100-летнего взрослого человека, и они могут оказаться бесценным источником информации для исследователей, изучающих развитие мозга и его заболевания в будущем.

Собранные из более чем 100 предыдущих исследований, новые диаграммы мозга - которые вы можете найти самостоятельно в Интернете - были приведены к стандартному формату, который можно сравнивать с течением времени, включая измерения белого и серого вещества, а также объема определенных областей мозга по мере старения.

"Несмотря на то, что мы знаем, что мозг претерпевает множество изменений на протяжении всей жизни человека, стандартизированных таблиц развития мозга не существует", - говорит нейробиолог Аарон Александр-Блох из Университета Пенсильвании.

"Наша работа объединяет огромное количество данных визуализации, которое будет продолжать расти, позволяя исследователям и, в конечном итоге, врачам оценивать развитие мозга по стандартным показателям".

Помимо того, что диаграммы мозга показывают быстрое развитие в раннем возрасте и медленный спад по мере взросления, они позволяют выявить вехи, которые не были замечены ранее или о которых раньше можно было только строить гипотезы.

Например, скорость роста серого вещества (обрабатывающих клеток) быстро увеличивается до шести лет, после чего начинает замедляться. Рост белого вещества (опорной ткани) достигает пика незадолго до 29 лет, а в середине 30-летнего возраста начинает уменьшаться в объеме.

Между тем, объем серого вещества в подкорке - части мозга, которая контролирует телесные функции и базовое поведение - достигает пика в подростковом возрасте, в среднем в 14 с половиной лет. Все это полезные ориентиры для будущего анализа.

Один из способов использования диаграмм - диагностика и мониторинг заболеваний мозга, таких как болезнь Альцгеймера, при которых мозг претерпевает аномальные изменения, а также сравнительная точка отсчета для здорового размера и состояния мозга в разные периоды жизни.

"Это должно эффективно позволить неврологу ответить на вопрос: "Эта область выглядит нетипично, но насколько нетипично?", - говорит невролог Ричард Бетлехем из Кембриджского университета в Великобритании.

"Поскольку инструмент стандартизирован, не должно иметь значения, где вы проводите сканирование мозга - вы все равно должны иметь возможность сравнить их".

Исследователи подчеркивают, что потребуется больше данных и больше усовершенствований, прежде чем база данных сможет использоваться в клинических условиях, но уже сейчас она предлагает множество полезной информации для исследователей, и она была разработана таким образом, чтобы можно было легко добавлять новые данные.

Собрать этот гигантский набор данных в стандартизированной форме - это не то, что можно сделать за выходные. По оценкам команды, создавшей карту мозга, на ее создание было затрачено около 2 миллионов часов вычислительного времени.

Следующий этап - дальнейшее расширение базы данных, в частности, за счет данных МРТ головного мозга для социально-экономических и этнических групп, которые обычно недостаточно представлены в исследованиях. Отсюда полезность диаграмм может только возрасти.

"Мы все еще находимся на чрезвычайно ранней стадии создания диаграмм мозга, показывая, что можно создавать такие инструменты, объединяя огромные массивы данных", - говорит Бетлехем.

"Диаграммы уже начинают давать интересные сведения о развитии мозга, и мы стремимся к тому, чтобы в будущем, по мере интеграции большего количества данных и совершенствования диаграмм, они могли бы стать частью повседневной клинической практики".

Исследование было опубликовано в журнале Nature.