Bioinformatics - Bio-informatique Nouvelles

Le National Institutes of Health a décerné aujourd'hui des subventions totalisant 40 millions de dollars à la carte des connexions du cerveau humain en haute résolution. L'homme Connectome projet aura une incidence transformative, ouvrant la voie à une compréhension détaillée de l'évolution de nos circuits cérébraux que nous vieillissons et comment il diffère des maladies psychiatriques et neurologiques.
National Institutes of Health

Le National Institutes of Health a décerné aujourd'hui des subventions totalisant 40 millions de dollars à la carte des connexions du cerveau humain en haute résolution. Une meilleure compréhension de connectivité telles promesses d'améliorer le diagnostic et le traitement des troubles du cerveau.

Les subventions sont accordées au titre de la première du projet de l'homme Connectome. Ils prennent en charge deux collaborateurs de consortiums de recherche. La première sera dirigée par des chercheurs de l'Université de Washington, St. Louis, et l'Université du Minnesota, Twin Cities. Les autres seront dirigés par des chercheurs du Massachusetts General Hospital (MGH) / Université de Harvard, à Boston et l'Université de Californie Los Angeles (UCLA).

«Nous avons planifié une attaque concertée sur l'un des grands défis scientifiques du 21ème. Siècle», a expliqué l'Université de Washington, le Dr David Van Essen, Ph.D., qui co-dirige l'un des groupes du Minnesota Kamil Ugurbil, Ph . D. "The Human Connectome projet aura une incidence transformative, ouvrant la voie à une compréhension détaillée de l'évolution de nos circuits cérébraux que nous vieillissons et comment il diffère des maladies psychiatriques et neurologiques."

Les projets Connectome sont financés par les 16 composantes du NIH en vertu de son Plan directeur de recherche en neurosciences.

"Sur une échelle sans précédent, cet effort sera étroitement coordonnée utilisons des instruments d'imagerie de pointe, des outils d'analyse et de technologies informatiques? Et toutes les données qui en résultent seront librement partagées avec la communauté des chercheurs», a déclaré Michael Huerta, Ph.D., de l'Institut national de la santé mentale, qui dirige l'initiative NIH Connectome. "La variabilité individuelle dans les connexions du cerveau sous-tend la diversité de notre pensée, la perception et la motricité, alors la compréhension de ces réseaux promet des avancées en matière de santé du cerveau."

Le U. Washington / équipe du Minnesota la carte des connectomes dans chaque de 1.200 adultes en bonne santé? paires de jumeaux et leurs frères et sœurs de 300 familles. Les cartes montre les connexions anatomiques et fonctionnelles entre les différentes parties du cerveau pour chaque individu, et sera lié à des données de test de comportement. En comparant les connectomes et les données génétiques de jumeaux génétiquement identiques avec des jumeaux fraternels permettra de connaître la contribution relative des gènes et l'environnement dans l'élaboration de circuits du cerveau et d'identifier les variations génétiques pertinents. Les cartes seront également mis en lumière comment les réseaux du cerveau sont organisées.

Dans l'outillage pour le dépistage, les chercheurs d'optimiser l'imagerie par résonance magnétique (IRM) pour capturer le câblage anatomiques du cerveau? et son activité, aussi bien lorsque les participants sont au repos et lorsqu'il est contesté par les tâches. Tous les participants seront soumis à ces analyses structurales et fonctionnelles à la Washington University. Pour ces derniers, les chercheurs utiliseront un scanner IRM personnalisés avec un champ magnétique de 3 Tesla. Ce scanner d'imagerie Connectome intégrera de nouvelles approches développées par les scientifiques du consortium au Minnesota et Technologies Avancées IRM et fournira dix fois plus rapide imagerie temps et une meilleure résolution spatiale.

En outre, un sous-ensemble de paires de jumeaux seront également analysés en utilisant plus puissant 7 et 10.5 Tesla appareils d'IRM à l'Université du Minnesota, qui a introduit l'utilisation de ces avancées, l'imagerie ultra haut champ magnétique. Pour un autre sous-ensemble de jumeaux, les scans seront complétés par des films de l'activité cérébrale milliseconde électrique obtenue à l'Université de Saint-Louis, en utilisant la magnétoencéphalographie (MEG) et de l'électroencéphalographie (EEG).

Après le traitement avec des outils d'analyse sophistiqués utilisant un superordinateur, les données seront accessibles via un web personnalisé Connectome Database Platform neuroinformatique. All-dit, le projet de 30 millions de dollars sur cinq ans impliquera 33 collaborateurs provenant de neuf centres de recherche, y compris l'Université d'Oxford, Royaume-Uni; Université de l'Indiana, Bloomington, University of California, Berkeley; Université de Warwick, Royaume-Uni, l'Université de d'Annunzio, l'Italie et l'Institut Ernst Strüngmann, en Allemagne.

Collabore également avec ce vaste projet, l'Hôpital général de Montréal / Harvard UCLA Connectome consortium se concentrera sur l'optimisation de la technologie d'IRM pour l'imagerie des connexions structurelles du cerveau en utilisant l'IRM de diffusion avec une résolution sans précédent. Cette manière d'utiliser un scanner IRM, employées dans les deux projets, cartes fibreux long du cerveau des connexions à distance par le suivi du mouvement de l'eau. Différents types de tissus sont détectables par témoin modèles de diffusion d'eau caractéristique des différents types de cellules. Ainsi, les extensions long des neurones, appelée la substance blanche, on peut le constater en relief.

"Le système de scanner IRM nous sommes montage sera de 4 à 8 fois plus puissante que les systèmes conventionnels, ce qui permet l'imagerie de la neuroanatomie humaine avec une sensibilité beaucoup plus grande que ce qui est possible actuellement», a expliqué Bruce Rosen, MD, Ph.D., qui est co- qui dirige le projet avec MGH / Harvard collègue Van Wedeen, MD, et Arthur Toga, Ph.D., de l'UCLA.

Le projet de Connectome Scanner, qui sera construit par Siemens Medical Systems pour ce projet, est le premier d'une nouvelle classe d'instruments d'IRM. Il stimulera pouvoir de résolution, tout en raccourcissant le temps nécessaire pour numériser l'image de chaque objet, Rosen dit.

Le MGH / équipe de Harvard a été un pionnier de l'utilisation d'une technique appelée IRM de diffusion Diffusion Spectrum Imaging (DSI) pour créer des cartes magnifiques de fibres nerveuses qui traversent le cerveau. DSI offre une résolution plus élevée, voir plus multidimensionnel que d'une ancienne technique appelée imagerie du tenseur de diffusion. Cela permet, par exemple, de voir les différentes orientations de plusieurs fibres nerveuses qui traversent à un seul endroit.

"Aujourd'hui, nous savons moins sur la connectivité du cerveau humain à environ une douzaine d'autres espèces", a déclaré Wedeen. «Apprendre plus au sujet des variations dans les connexions à notre propre cerveau va jeter les bases pour l'utilisation de mesures d'imagerie cérébrale de la connectivité comme une aide au diagnostic."

"La création de ces cartes nécessite statistique sophistiquée et visuelle des approches informatiques", a ajouté Toga UCLA. «Comprendre les similitudes et les différences entre ces cartes entre les sous-populations à améliorer notre compréhension du cerveau humain en matière de santé et la maladie."

Soutenu par une subvention de 8,5 millions de dollars sur trois ans, le projet de numérisation des adultes en santé, y compris certains participants du projet, les consortiums de l'autre. Les données et la recherche de savoir-faire seront également partagés entre les deux projets.