Intialaiset tutkijat laativat poikkeuksellisen tarkan kartaston ihmisen aivorungosta

Intialaiset tutkijat ovat laatineet ihmisen aivorungosta kolmiulotteisen kartaston, jonka avulla rakennetta voidaan tarkastella kokonaisen aivon magneettikuvista yksittäisiin hermosoluihin saakka. Anchor-niminen digitaalinen kartta kuvaa solutason tarkkuudella yhtä aivojen elintärkeistä mutta edelleen puutteellisesti tunnetuista alueista.

Yli 500 kudosleikettä yhdessä kartastossa

Kartaston koko nimi on Atlas of Neurochemical Characterisation of the Human Brainstem with 3D Reconstruction. Sen ovat tuottaneet Sudha Gopalakrishnan Brain Centren tutkijat Intian teknillisen korkeakoulun Madrasin yksikössä. Keskuksen tutkijat katsovat työn täyttävän yhtä neurotieteen suurista tiedollisista aukoista.

Tutkijat kuvailevat Anchoria maailman yksityiskohtaisimmaksi ihmisen aivorungon kolmiulotteiseksi kartastoksi, joka yltää solutason tarkkuuteen. Aineisto yhdistää yli 500 kudosleikettä sikiöiden, lasten ja aikuisten aivoista. Näin samaan digitaaliseen kokonaisuuteen on koottu näytteitä ihmisen eri kehitysvaiheista.

Kartasto rakennettiin korkean erotuskyvyn mikroskooppikuvista kalliimpien molekyylitason menetelmien sijasta. Aineistosta on tunnistettu yli 200 aivosolujen muodostamaa ryhmää ja hermorataa. Kahdeksan kemiallista merkkiainetta auttaa tutkijoita erottamaan erilaisia solutyyppejä toisistaan ja muodostamaan aiempaa selkeämmän kuvan aivorungon rakenteesta.

Hajanaisista havainnoista kolmiulotteiseen kokonaisuuteen

Ihmisen aivoissa arvioidaan olevan noin 86 miljardia hermosolua, mutta niiden muodostamasta kokonaisuudesta tunnetaan edelleen vain osa. Neurotieteilijät ovat yli sadan vuoden ajan koonneet kuvaa aivojen rakenteesta hajanaisten havaintojen perusteella samaan tapaan kuin varhaiset kartantekijät kuvasivat ennestään tuntemattomia alueita.

Myös esimerkiksi Alzheimerin taudin kaltaisia sairauksia diagnosoivat patologit tarkastelevat tavallisesti vain muutamia kudosnäytteitä valtavasta elimestä. Suuri osa aivojen kokonaisuudesta jää tällöin näkymättä. Anchor tarjoaa keinon yhdistää yksityiskohtaiset soluhavainnot magneettikuvilla muodostettuun laajempaan kuvaan ja siirtyä digitaalisessa aineistossa tarkkuustasolta toiselle.

Tata Institute of Fundamental Researchissa työskentelevä intialainen neurotieteilijä Shubha Tole kuvailee hanketta ennennäkemättömäksi tekniikan, neurotieteen ja lääketieteen yhdistelmäksi. Hänen mukaansa kyseessä on visionäärinen ohjelma, joka tuo Intian mukaan alan kansainväliseen eturintamaan. Kartaston merkitys perustuu erityisesti siihen, että se tekee vaikeasti tunnetun aivorungon rakenteita näkyviksi yhtenäisessä kolmiulotteisessa muodossa.