Konnektomika

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez

A konnektomika a konnektomok előállításával és tanulmányozásával foglalkozik – a konnektom egy élőlény neurális hálózatának, tehát a (teljes szervezet, az agy, esetleg a szem) idegsejtjei közötti szinapszisoknak a teljes térképe. Mivel ezek a struktúrák rendkívüli módon összetettek, a tudományterület nagy átbocsátóképességű képalkotási és hisztológiai módszerekkel dolgozik, hogy növelhesse az idegrendszer nagy számú összeköttetése feltérképezésének sebességét, felbontását, hatékonyságát. Bár a konnektomika Szent Grálja az emberi agy összeköttetéseinek feltérképezése, elvileg bármilyen más neurális kapcsolattal, például a neuromuszkuláris szinapszisokkal is foglalkozik.

Eszközei[szerkesztés]

A makroskálájú konnektomikai kutatások egyik fő eszköze a diffúziós MRI.[1] A mikroskálájú kutatásoknál ez jelenleg a 3D-elektronmikroszkópia.[2] Az egyik első, teljes (neuronszintű) felbontású mikro-konnektom az Open Connectome Project oldalán látható, ami számos konnektom-adathalmazt tárol, köztük Bock és tsai 2011-ből származó 12 terabájtos adathalmazát.

Modellszervezetek[szerkesztés]

Az emberi agyon kívül néhány más modellszervezet is bekerült a konnektomikai kutatások érdeklődési körébe: az egér,[3] az ecetmuslica,[4] a C. elegans fonálféreg,[5][6] és a gyöngybagoly.[7]

Alkalmazásai[szerkesztés]

Az egészséges és a beteg szerveztetek konnektomának összehasonlításával betekintést nyerhetnénk egyes kóros pszichés állapotok, például a neuropátiás fájdalom működésébe és lehetséges terápiákat is ki lehetne dolgozni. Általában véve az idegtudomány számára hatalmas előrelépés lenne a nagy mennyiségű standardizált nyers adat megléte. Például a konnektomok felhasználhatók lennének teljes agyi dinamikai számítási modellek létrehozására.[8] A jelenlegi neurálishálózat-modellek összeköttetési mintázatok valószínűségi alapú modellezésén alapulnak.[9] Konnektogramokat (kör alakú konnektomikai diagramokat) alkalmaznak traumás agysérültek idegrendszerét ért sérülés mértékének dokumentálására.[10][11]

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. (2008) „Diffusion spectrum magnetic resonance imaging (DSI) tractography of crossing fibers”. NeuroImage 41 (4), 1267–77. o. DOI:10.1016/j.neuroimage.2008.03.036. PMID 18495497.  
  2. (2011) „Exploring the retinal connectome”. Molecular vision 17, 355–79. o. PMID 21311605.  
  3. (2011) „Network anatomy and in vivo physiology of visual cortical neurons”. Nature 471 (7337), 177–82. o. DOI:10.1038/nature09802. PMID 21390124.  
  4. (2010) „Semi-automated reconstruction of neural circuits using electron microscopy”. Current Opinion in Neurobiology 20 (5), 667–75. o. DOI:10.1016/j.conb.2010.08.002. PMID 20833533.  
  5. (2006) „Wiring optimization can relate neuronal structure and function”. Proceedings of the National Academy of Sciences 103 (12), 4723–8. o. DOI:10.1073/pnas.0506806103.  
  6. (2009) „Structure of deviations from optimality in biological systems”. Proceedings of the National Academy of Sciences 106 (48), 20544–9. o. DOI:10.1073/pnas.0905336106.  
  7. (2010) „Auditory processing, plasticity, and learning in the barn owl”. ILAR journal 51 (4), 338–52. o. PMID 21131711.  
  8. http://www.scholarpedia.org/article/Connectome
  9. (2009) „Towards Reproducible Descriptions of Neuronal Network Models”. PLoS Computational Biology 5 (8), e1000456. o. DOI:10.1371/journal.pcbi.1000456. PMID 19662159.  
  10. Van Horn, John D. (2012). „Mapping connectivity damage in the case of Phineas Gage”. PLoS ONE 7 (5), e37454. o. DOI:10.1371/journal.pone.0037454. PMID 22616011.  
  11. Irimia, Andrei (2012. február 6.). „Patient-tailored connectomics visualization for the assessment of white matter atrophy in traumatic brain injury”. Frontiers in Neurotrauma 3, 10. o. DOI:10.3389/fneur.2012.00010. PMID 22363313.  

Fordítás[szerkesztés]

  • Ez a szócikk részben vagy egészben a Connectomics című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

Irodalom[szerkesztés]

További információk[szerkesztés]

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés]