Connectoma: diferència entre les revisions

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure
Exploració interactiva de l'historial
← Edició anteriorEdició següent →
Contingut suprimit Contingut afegit
VisualWikitext
#cervellscccb
Línia 13: Línia 13:


== Metodologia ==
== Metodologia ==
Les xarxes cerebrals es poden definir a diferents nivells d'escala, corresponents als nivells de resolució espacial en la [[Neuroimatge|imatge cerebral]] (Kötter, 2007, Sporns, 2010).<ref>{{cite book|last1=Kötter|first1=Rolf|title=Handbook of Brain Connectivity|year=2007|isbn=978-3-540-71462-0|series=Understanding Complex Systems|pages=149–67|chapter=Anatomical Concepts of Brain Connectivity|doi=10.1007/978-3-540-71512-2_5|name-list-style=vanc}}</ref><ref>{{cite book|last1=Sporns|first1=Olaf|title=Networks of the Brain|date=2011|publisher=MIT Press|isbn=978-0-262-01469-4|location=Cambridge, Mass.|name-list-style=vanc}}</ref> Aquestes escales es poden classificar aproximadament en macroescala, mesoescala i microescala. En última instància, pot ser possible unir mapes connectòmics obtinguts a diferents escales en un únic mapa jeràrquic de l'organització neuronal d'una determinada espècie que va des de neurones individuals fins a poblacions de neurones fins a sistemes més grans com les àrees [[Cortex|corticals]]. Tenint en compte les incerteses metodològiques que implica inferir la connectivitat a partir de les dades experimentals primàries, i tenint en compte que és probable que hi hagi grans diferències en els connectomes de diferents individus, qualsevol mapa unificat probablement es basarà en representacions ''probabilístiques'' de les dades de connectivitat (Sporns et al., 2005).<ref name="Sporns2005" />

== Mapeig de la connectivitat funcional ==
Utilitzant [[fMRI]] en estat de repòs i durant les tasques, s'estan estudiant les funcions dels circuits connectomes.<ref>{{cite journal|vauthors=Van Dijk KR, Hedden T, Venkataraman A, Evans KC, Lazar SW, Buckner RL|date=January 2010|title=Intrinsic functional connectivity as a tool for human connectomics: theory, properties, and optimization|journal=Journal of Neurophysiology|volume=103|issue=1|pages=297–321|doi=10.1152/jn.00783.2009|pmc=2807224|pmid=19889849}}</ref> De la mateixa manera que els mapes de carreteres detallats de la superfície de la [[Terra]] no ens diuen gaire sobre el tipus de vehicles que recorren aquestes carreteres o quina càrrega transporten, per entendre com les estructures neuronals donen lloc a un comportament funcional específic, com ara la [[Consciència (ètica)|consciència]], és necessari construir teories que relacionen les funcions amb la connectivitat anatòmica.<ref>{{cite journal|vauthors=Allen M, Williams G|year=2011|title=Consciousness, plasticity, and connectomics: the role of intersubjectivity in human cognition|journal=Frontiers in Psychology|volume=2|pages=20|doi=10.3389/fpsyg.2011.00020|pmc=3110420|pmid=21687435|doi-access=free}}</ref> Tanmateix, el vincle entre la connectivitat estructural i funcional no és senzill. Els models computacionals de la dinàmica de la xarxa del cervell sencer són eines valuoses per investigar el paper de la xarxa anatòmica en la configuració de la connectivitat funcional.<ref>{{cite journal|vauthors=Cabral J, Kringelbach ML, Deco G|date=March 2014|title=Exploring the network dynamics underlying brain activity during rest|journal=Progress in Neurobiology|volume=114|pages=102–31|doi=10.1016/j.pneurobio.2013.12.005|pmid=24389385|doi-access=free|s2cid=9423875}}</ref><ref>{{cite journal|vauthors=Honey CJ, Kötter R, Breakspear M, Sporns O|date=June 2007|title=Network structure of cerebral cortex shapes functional connectivity on multiple time scales|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volume=104|issue=24|pages=10240–5|bibcode=2007PNAS..10410240H|doi=10.1073/pnas.0701519104|pmc=1891224|pmid=17548818|doi-access=free}}</ref> En particular, es poden utilitzar models computacionals per predir l'efecte dinàmic de les lesions al connectoma.<ref>{{cite journal|vauthors=Cabral J, Hugues E, Kringelbach ML, Deco G|date=September 2012|title=Modeling the outcome of structural disconnection on resting-state functional connectivity|journal=NeuroImage|volume=62|issue=3|pages=1342–53|doi=10.1016/j.neuroimage.2012.06.007|pmid=22705375|s2cid=10548492}}</ref><ref>{{cite journal|vauthors=Honey CJ, Sporns O|date=July 2008|title=Dynamical consequences of lesions in cortical networks|journal=Human Brain Mapping|volume=29|issue=7|pages=802–9|doi=10.1002/hbm.20579|pmc=6870962|pmid=18438885}}</ref>


== Referències ==
== Referències ==

Revisió del 12:23, 15 oct 2022

Un connectoma[1] és un mapa complet de les connexions neuronals del cervell, i es pot considerar com el seu "diagrama de cablejat". El sistema nerviós d'un organisme està format per neurones que es comuniquen mitjançant sinapsis. Un connectoma es construeix rastrejant la neurona en un sistema nerviós i mapejant on les neurones estan connectades mitjançant sinapsis.

La importància del connectoma prové de la constatació que l'estructura i la funció del cervell humà estan íntimament lligades, a través de múltiples nivells i modes de connectivitat cerebral. Hi ha fortes limitacions naturals sobre les quals les neurones o les poblacions neuronals poden interactuar, o com de fortes o dirigides són les seves interaccions. De fet, la base de la cognició humana es troba en el patró d'interaccions dinàmiques modelades pel connectoma.

Malgrat els mapes estructura-funció tan complexos i variables, el connectoma és una base indispensable per a la interpretació mecanicista de dades cerebrals dinàmiques, des d'enregistraments unicel·lulars fins a una neuroimatge funcional.

Origen i ús del terme

El 2005, el doctor Olaf Sporns de la Universitat d'Indiana i el doctor Patric Hagmann de l'Hospital Universitari de Lausanne van suggerir de manera simultània i independent el terme "connectoma" per referir-se a un mapa de les connexions neuronals dins del cervell. Aquest terme es va inspirar directament en l'esforç en curs per seqüenciar el codi genètic humà: construir un genoma.

La "connectòmica" (Hagmann, 2005) s'ha definit com la ciència relacionada amb el muntatge i l'anàlisi de conjunts de dades de connectomes.[2]

El terme es va popularitzar més recentment pel discurs I am my Connectome de Sebastian Seung pronunciat el 2010 en una conferència TED, que tracta sobre els objectius d'alt nivell de mapejar el connectoma humà, així com els esforços en curs per construir un mapa neuronal tridimensional del teixit cerebral a microescala.[3] El 2012, Seung va publicar el llibre Connectome: How the Brain's Wiring Makes Us Who We Are.

Metodologia

Les xarxes cerebrals es poden definir a diferents nivells d'escala, corresponents als nivells de resolució espacial en la imatge cerebral (Kötter, 2007, Sporns, 2010).[4][5] Aquestes escales es poden classificar aproximadament en macroescala, mesoescala i microescala. En última instància, pot ser possible unir mapes connectòmics obtinguts a diferents escales en un únic mapa jeràrquic de l'organització neuronal d'una determinada espècie que va des de neurones individuals fins a poblacions de neurones fins a sistemes més grans com les àrees corticals. Tenint en compte les incerteses metodològiques que implica inferir la connectivitat a partir de les dades experimentals primàries, i tenint en compte que és probable que hi hagi grans diferències en els connectomes de diferents individus, qualsevol mapa unificat probablement es basarà en representacions probabilístiques de les dades de connectivitat (Sporns et al., 2005).[6]

Mapeig de la connectivitat funcional

Utilitzant fMRI en estat de repòs i durant les tasques, s'estan estudiant les funcions dels circuits connectomes.[7] De la mateixa manera que els mapes de carreteres detallats de la superfície de la Terra no ens diuen gaire sobre el tipus de vehicles que recorren aquestes carreteres o quina càrrega transporten, per entendre com les estructures neuronals donen lloc a un comportament funcional específic, com ara la consciència, és necessari construir teories que relacionen les funcions amb la connectivitat anatòmica.[8] Tanmateix, el vincle entre la connectivitat estructural i funcional no és senzill. Els models computacionals de la dinàmica de la xarxa del cervell sencer són eines valuoses per investigar el paper de la xarxa anatòmica en la configuració de la connectivitat funcional.[9][10] En particular, es poden utilitzar models computacionals per predir l'efecte dinàmic de les lesions al connectoma.[11][12]

Referències

  1. ↑ «connectoma - Diccionari enciclopèdic de medicina (DEMCAT). Versió de treball | TERMCAT». [Consulta: 15 octubre 2022].
  2. ↑ (tesi). DOI 10.5075/epfl-thesis-3230. 
  3. ↑ Seung, Sebastian. «Sebastian Seung: I am my connectome». TEDTalks, September 2010. [Consulta: 7 agost 2011].
  4. ↑ Kötter, Rolf. «Anatomical Concepts of Brain Connectivity». A: Handbook of Brain Connectivity, 2007, p. 149–67 (Understanding Complex Systems). DOI 10.1007/978-3-540-71512-2_5. ISBN 978-3-540-71462-0. 
  5. ↑ Sporns, Olaf. Networks of the Brain. Cambridge, Mass.: MIT Press, 2011. ISBN 978-0-262-01469-4. 
  6. ↑ Error de citació: Etiqueta <ref> no vàlida; no s'ha proporcionat text per les refs nomenades Sporns2005
  7. ↑ «Intrinsic functional connectivity as a tool for human connectomics: theory, properties, and optimization». Journal of Neurophysiology, vol. 103, 1, January 2010, pàg. 297–321. DOI: 10.1152/jn.00783.2009. PMC: 2807224. PMID: 19889849.
  8. ↑ «Consciousness, plasticity, and connectomics: the role of intersubjectivity in human cognition». Frontiers in Psychology, vol. 2, 2011, pàg. 20. DOI: 10.3389/fpsyg.2011.00020. PMC: 3110420. PMID: 21687435.
  9. ↑ «Exploring the network dynamics underlying brain activity during rest». Progress in Neurobiology, vol. 114, March 2014, pàg. 102–31. DOI: 10.1016/j.pneurobio.2013.12.005. PMID: 24389385.
  10. ↑ «Network structure of cerebral cortex shapes functional connectivity on multiple time scales». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 104, 24, June 2007, pàg. 10240–5. Bibcode: 2007PNAS..10410240H. DOI: 10.1073/pnas.0701519104. PMC: 1891224. PMID: 17548818.
  11. ↑ «Modeling the outcome of structural disconnection on resting-state functional connectivity». NeuroImage, vol. 62, 3, September 2012, pàg. 1342–53. DOI: 10.1016/j.neuroimage.2012.06.007. PMID: 22705375.
  12. ↑ «Dynamical consequences of lesions in cortical networks». Human Brain Mapping, vol. 29, 7, July 2008, pàg. 802–9. DOI: 10.1002/hbm.20579. PMC: 6870962. PMID: 18438885.
Obtingut de «https://ca.wikipedia.org/w/index.php?title=Connectoma&oldid=30775579»