Human Connectome Project: Projektets formål

juli 30, 2019
Hjernen fortsætter med at være et komplekst og mystisk organ. Skønt forskere finder ud af mere om hjernen hver dag, er der stadig meget, vi ikke ved. Det er en af grundene til, at HCP er så vigtig.

Målet med Human Connectome Project er at forstå forbindelserne i den sunde menneskelige hjerne, så læger og forskere har et referencegrundlag for at identificere forbindelsesangreb, der er relateret til hjernesygdomme.

Human Connectome Project (HCP) blev lanceret i juli 2009. Det er en del af en 5-årig, 21,3 millioner euro NIH-plan (National Institutes of Health). Projektets mål er at:

  • Give en samling af neurale data.
  • Tilbyde en grænseflade, der gør det muligt for forskere at navigere data grafisk.
  • Opdage nye oplysninger om den menneskelige hjerne.

Hagmann, et af projektets forskere, forklarer: “For at forstå et netværk, skal man kende dets elementer og deres sammenkoblinger. Forbindelsen vil øge vores forståelse for, hvordan funktionelle hjernetilstande dukker op fra deres underliggende strukturelle substrat, og give nye mekaniske indblik i, hvordan hjernefunktionen påvirkes, hvis dette strukturelle substrat er forstyrret.”

Før vi fortsætter, hvad er den menneskelige connectome? Enkelt sagt er det et slags kort over forbindelserne mellem hjernens neuroner. Målet med projektet er således at opbygge et kort, der viser hjernens netværk af forbindelser på et anatomisk og funktionelt niveau.

Med andre ord, at komme til en detaljeret forståelse af alle hjernekredsløb og deres synapser.

Det andet mål for projektet er at producere et datasæt, der vil lette forskningen om forskellige hjernesygdomme.

“Ingen af dine neuroner ved, hvem du er … de er heller ikke interesserede.”

-Eduardo Punset-

Forbindelser i den menneskelige hjerne som en del af Human Connectome Project

Målene for Human Connectome Project

National Institutes of Health Blueprint for Neuroscience Research lancerer i øjeblikket et projekt på 30 millioner dollars. Det bruger den nyeste neuroimaging teknologi til at kortlægge kredsløbene i den sunde, menneskelige voksne hjerne.

Ved systematisk indsamling af neuroimaging data fra hundredvis af mennesker, vil Human Connectome Project give information om hjerneforbindelserne, der ligger til grund for hjernefunktionen. Det åbner også nye veje til neurovidenskabs forskning.

“I det menneskelige sind kan antallet af mulige forbindelser, der kan foretages mellem neuroner, langt overstige antallet af atomer i universet.”

Alan Moore

Seneste data og forskning

I øjeblikket har forskere kun identificeret en connectome: Den af en nematode (Caenorhabditis elegans). Det beskedne nervesystem består af 300 neuroner. I 1970’erne og 1980’erne sporede et team af forskere et kort over dens 7.000 interne forbindelser.

Navnet på det kort, som vi nævnte før, er connectome. Det er klart, at mennesker er meget mere komplekse, med mere end 100 milliarder neuroner og 10 tusind gange flere forbindelser.

Ny forskning fra HCP-teamet tyder på, at organiseringen af hjernekredsløb ligner mere et Manhattan gadekort end det højtravende virvar af veje i London. Med andre ord er det menneskelige neurale netværk også velordnet og pænt. Det er ikke rundkørsel og sammenfiltret, som forskere plejede at tro.

Forskellige nye fund baseret på neuroimaging data fra HCP og psykologisk forskning viser, at forskelle i hjerneforbindelser mellem individer er en god forudsigelse for adfærd.

Disse forskere mener, at disse typer af scanning kan være en hjælp til at give en mere personlig diagnose og behandling til patienter med psykiske lidelser.

“Som entomologen, der er på jagt efter farverige sommerfugle, har min opmærksomhed jaget i haverne af de grå stofceller med delikate og elegante former, sjælens mystiske sommerfugle, hvis slag af vinger kan en dag afsløre for os hemmelighederne i sindet.”

-Santiago Ramon y Cajal-

Hjernens ledninger

Konklusioner og observationer om Human Connectome Project

Hjernen fortsætter med at være et komplekst og mystisk organ. Skønt forskere finder ud af mere om hjernen hver dag, er der stadig meget, vi ikke ved. Det er en af grundene til, at HCP er så vigtig.

Pointet er at bruge den bedste teknologi til rådighed for at klarlægge hjernefunktion og neurale forbindelser. Håbet er, at denne nye information vil hjælpe med at udrydde mange psykiske lidelser.

I dag ved videnskabsfolk, at mange psykiske lidelser, såsom skizofreni, er connectopathies. Det betyder, at den uregelmæssighed, der forårsager uorden, er i hjernens “ledninger”. Hvis forskere kan oprette et kort over den menneskelige hjerne og forstå dens strukturelle ramme, kan de måske helbrede sygdomme som epilepsi.

Hvis du er interesseret i at lære mere om HCP, kan du besøge denne side for at se en interaktiv seer, der fortolker data fra forbindelsesmatrixen fra konferencens publikation: Anatomical structural network analysis of human brain using partial correlations of gray matter volumes af Anand A. Joshi, Shantanu H. Joshi, Ivo D. Dinov, David W. Shattuck, Richard M. Leahy og Arthur W. Toga.

  • Van Essen DC, Barch DM. The human connectome in health and psychopathology. World Psychiatry 2015;14:154-7.
  • Bullmore E, Sporns O. Complex brain networks: graph theoretical analysis of structural and functional systems. Nat Rev Neurosci 2009;10:186-98.