- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -
Исследователи получили «отпечатки» белого вещества головного
Команда ученых во главе с Тимоти Верстиненом, доцентом кафедры психологии Университета Карнеги-Меллона [3] изучила 699 карт нейронных связей – коннектом [4]. Коннектомы показывают детальные связи в участке центральной нервной системы, состоящей из аксонов. Все аксоны в этой области покрыты оболочкой белого цвета, поэтому ее называют белым веществом [5].
Архитектура белого вещества – вещь индивидуальная, поэтому она пригодна для определения различий между «отпечатками»
Специфические особенности
Локальный коннектом – это степень связности между соседними элементами в пучках белого вещества. Она измеряется тензором диффузии воды. Если соединить эти измерения, получится вектор [6], описывающий набор признаков, соответствующий коннектому конкретного человека.
Уникальность структуры локального коннектома: А — функция распределения спинов, демонстрирующая диффуцию жидкости; В — демонстрация различий каждого объекта с помощью дробной анизотропии; С — определение уникальности с помощью коэффициента диффузии.
Оценить эффективность подхода ученые смогли с помощью четырех наборов данных повторных сканирований, которые они получили в разные промежутки времени. В этом и заключается главная особенность исследования – ученые анализировали уже собранную когда-то информацию. Затем они выяснили, можно ли определить принадлежность коннектома человеку. Для этого они сопоставили информацию с отпечатками пальцев. Последующий анализ показал, что по локальному коннектому можно определить количественное сходство между связанными генетически людьми.
Измерения показали, что коннектом каждого человека уникален, как и отпечатки пальцев. Такую детальную карту можно использовать для идентификации личности наравне с дактилоскопией, и 17 тысяч идентификационных тестов подтвердили это предположение. С почти 100% точностью они могли определить, принадлежат ли два коннектома одному и тому же человеку, или нет. Вероятность ошибки этой технологии в тысячу раз меньше, чем у дактилоскопии. Но даже такой метод не дает полной гарантии.
Коннектомы гомозиготных (MZ), гетерозиготных (DZ) близнецов и братьев с сестрами (Siblings)
Коннектом можно использовать как маркер фенотипа человека. Ученые обнаружили, что у гомозиготных [7] близнецов совпадает 12,51% структурных связей. У гетерозиготных [8] общая часть еще меньше, всего 5,4%. У братьев и сестер, появившихся на свет поочередно, сходство составляет 4,51%. Со временем эта доля уменьшается в среднем на 12,79% каждые 100 дней.
Сходства и различия между близнецами и братьями-сестрами
«Самая захватывающая часть этого исследования состоит в том, что теперь мы можем применить новый метод к данным, которые собирались ранее, и выявить новую информацию, которую до этого никто не интерпретировал. Более высокая точность этого метода позволяет нам достоверно определить, как наследственные факторы и особенности окружающей среды со временем влияют на человеческий
Таким образом мы можем увидеть, как события, объединяющие людей, отражаются на работе
В последнее время ученые все чаще находят применение данным МРТ в различных сферах. В своей работе [9] ученые из из Пенсильванского университета сравнили точность работы фМРТ и полиграфа в определении лжи. Оказалось, что даже у неврологов без опыта в детекции лжи шанс обнаружить обман на 24% выше, чем у профессиональных полиграфологов. Весной группа нейробиологов из университета Калифорнии в Беркли создала [10] «семантический атлас» коры головного
Научная работа опубликована в журнале PLoS Computational Biology 15 ноября 2016 года
DOI: 10.1371/journal.pcbi.1005203 [11]
Автор: krasandm
Источник [12]
Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru
Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/budushhee-zdes/212180
Ссылки в тексте:
[1] мозга: http://www.braintools.ru
[2] диффузионной МРТ: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D1%84%D1%84%D1%83%D0%B7%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%9C%D0%A0%D0%A2
[3] Университета Карнеги-Меллона: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%BD%D0%B8%D0%B2%D0%B5%D1%80%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D1%82_%D0%9A%D0%B0%D1%80%D0%BD%D0%B5%D0%B3%D0%B8_%E2%80%94_%D0%9C%D0%B5%D0%BB%D0%BB%D0%BE%D0%BD
[4] коннектом: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%BE%D0%BC
[5] белым веществом: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D0%B5_%D0%B2%D0%B5%D1%89%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE
[6] вектор: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%B7%D0%BD%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B5_%D0%BE%D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5
[7] гомозиготных: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D1%8F%D0%B9%D1%86%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B5_%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D0%B7%D0%BD%D0%B5%D1%86%D1%8B
[8] гетерозиготных: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE%D1%8F%D0%B9%D1%86%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B5_%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D0%B7%D0%BD%D0%B5%D1%86%D1%8B
[9] работе: https://geektimes.ru/post/282522/
[10] создала: https://geektimes.ru/post/275110/
[11] 10.1371/journal.pcbi.1005203: http://dx.doi.org/10.1371/journal.pcbi.1005203
[12] Источник: https://geektimes.ru/post/282832/
Нажмите здесь для печати.