Hindistanın Madras Texnologiya İnstitutunun (IIT-M) Sudha Gopalakrishnan Beyin Mərkəzinin (SGBC) alimləri insan beyninin ən mürəkkəb hissəsi olan beyin sapının üçölçülü atlasını hazırlayıblar. Bu atlas neyroloqlar və neyrocərrahlar üçün beynin strukturunu mikroskopik səviyyədə araşdırmaq və xəstəlikləri anlamaq üçün vacib vasitədir.

Bir əsrdən çoxdur ki, neyroloqlar insan beynini erkən xəritəçəkməçilərin naməlum torpaqları öyrənməsinə bənzər şəkildə tədqiq edirlər: səpələnmiş müşahidələri birləşdirib bütöv mənzərə yaradırlar. Bu gün də Alzheimer kimi xəstəlikləri diaqnoz edən patoloqlar yalnız 86 milyard neyronu olan orqanın kiçik toxuma parçalarını analiz edirlər. Beynin böyük hissəsi isə hələ də araşdırılmayıb.

Bu boşluğu doldurmaq üçün IIT-M-nin SGBC alimləri dünyanın ən dəqiq, hüceyrə səviyyəsində üçölçülü atlasını hazırladıqlarını bildirirlər. "Anchor" adlandırılan (Atlas of Neurochemical Characterisation of the Human Brainstem with 3D Reconstruction) atlas fetus, uşaq və yetkin beyinlərinin 500-dən çox toxuma hissəsini birləşdirir.

Atlasda molekulyar üsullardan daha sərfəli olan yüksək çözünürlüklü mikroskopik şəkillərdən istifadə edilib. Bunun sayəsində beyin sapında 200-dən çox beyin hüceyrəsi və sinir yolu qrupu dəqiq göstərilib. Səkkiz kimyəvi marker fərqli hüceyrə növlərini ayırd etməyə kömək edir və beynin kiçik, lakin həyati əhəmiyyətli hissəsinin ən aydın təsvirini təqdim edir.

Beyin sapı beynin az hissəsini təşkil etsə də, həyatı idarə edən mühüm funksiyalar - nəfəs alma, ürək döyüntüsü, yuxu, oyanıqlıq və hərəkət onun vasitəsilə reallaşır. Kiçik hüceyrə qruplarının zədələnməsi ciddi fəsadlara gətirib çıxara bilər. Onun sıx toxuması uzun müddət ətraflı xəritəsinin hazırlanmasına mane olub.

Atlas beynin ümumi görünüşünü göstərən tibbi görüntüləmə üsulları ilə hüceyrə patologiyası arasında körpü yaradır. SGBC ilə əməkdaşlıq edən Tata Fundamental Tədqiqatlar İnstitutunun neyroloqu Şubha Tole layihəni mühəndislik, neyroloji və tibb sahələrinin misli görünməmiş inteqrasiyası kimi dəyərləndirir.

Həkimlər normal halda müayinəyə ölümdən sonra bütöv beyin və ya neyrocərrahiyyə zamanı alınan toxumanı yoxlamaqla başlayırlar. Yetkin insan beyninin çəkisi 1,2-1,5 kiloqramdır və onun qatları, quruluşu mikroskopdan öncə vacib məlumat verir. Harvard Tibb Məktəbi və Nyu-York Universitetinə bağlı neyropatoloq Rebeka Folkert bildirir ki, Alzheimer xəstələrində adətən 15-20 toxuma dilimi analiz edilir ki, bu, beynin çox kiçik hissəsidir.

Modern MRT bütün beyni göstərir, lakin hüceyrə detalı vermir; mikroskop isə yalnız nazik dilimlərdə hüceyrələri göstərir. SGBC-nin yaratdığı atlas bu iki yanaşmanı birləşdirir. Folkert BBC-yə deyib ki, bu layihə onun karyerasının əvvəlində xəyal etdiyi beyin skanlarının mikroskop anatomiyası ilə sinxronlaşdırılmasıdır.

Atlas istifadəçilərə bütün beyin sapının MRT görüntülərindən fərdi neyronlara qədər yaxınlaşma imkanı verir və onların məkan əlaqələrini qoruyur. Tədqiqatçılar bu atlası pulsuz olaraq onlayn təqdim ediblər. Onlar ümid edir ki, bu, neyroloqlar, nevroloqlar və neyrocərrahlar üçün beynəlxalq referans alətinə çevriləcək.

Atlasın tətbiqləri anatomiyadan daha geniş ola bilər. Sağlam beyin sapı xəritələri ilə xəstə toxumaları müqayisə etməklə Parkinson xəstəliyi, insult, Alzheimer və ani körpə ölümü sindromu kimi xəstəliklərin səbəbləri yaxşı anlamak mümkündür. Atlas neyrocərrahların beyin sapının həssas bölgələrində əməliyyatları daha inamla keçirməsinə kömək edə bilər.

Atlas diaqnostika vasitəsi deyil, amma çoxsaylı əhəmiyyətli suallara cavab tapmaqda yardımçı ola bilər. Cold Spring Harbor Laboratoriyasından beyn tədqiqatçısı Partha Mitra söyləyib ki, belə atlaslar Alzheimer və autizm kimi xəstəliklərlə zədələnmiş beyinləri sağlamlardan fərqləndirməklə neyroloji tədqiqatlarda inqilabi dönüş yarada bilər. O əlavə edib ki, bu atlaslar Covid-19-un uzunmüddətli neyroloji təsirlərini anlamağa da kömək edə bilər.

Folkert vurğulayıb ki, atlas insult və digər zədələnmiş beyin toxumasının qorunmasına yeni imkanlar yaradır. Digər alimlər atlasın neyrocərrahların beyin sapını daha təhlükəsiz araşdırmasına yardım göstərdiyini bildirirlər.

Atlas çox sadədir: ölü beyin toxumasının nazik dilimləri yüksək çözünürlüklü şəkillərə çevrilərək hüceyrə səviyyəsində detallı xəritə yaradır. Mitranın sözlərinə görə, bu nailiyyət insan beyin sapının misli görülməmiş miqyasda xəritələnməsini mümkün edib.

Bunlar neyroloqiyada mövcud inqilabı göstərir, hansı ki, biologiyadan çox mühəndislik və hesablama üsullarına əsaslanır.

SGBC-də 20-yə yaxın alim 18 ay ərzində 200-dən çox beyin dilimini əl ilə analiz edib və MRT, mikroskopik anatomiya və 3D rekonstruksiyanı rəqəmsal atlasda birləşdiriblər. Hazırda mərkəzdə dünyanın müxtəlif yerlərindən 200-dən çox tədqiqatçı, mühəndis və texniki işçi çalışır.

Onlayn baxış avtomatik olaraq bütöv beyindən hüceyrə səviyyəsinə keçid yaradır. Mütəxəssislər qeyd edir ki, bir çox heyvan növlərinin beyinləri ətraflı xəritələnib, lakin insan beyni nisbətən az öyrənilib. SGBC rəhbəri Mohanasankar Sivaprakasam BBC-yə deyib ki, müxtəlif atlaslar müxtəlif xüsusiyyətləri göstərir və beynin bütün zülallarının müxtəlif bölgələrdə paylanması barədə məlumatlar gələcək beyin atlasları üçün əsas olacaq.

Folkert vurğulayıb: "Hər beyin yeni biliklərlə dolu xəzinədir."

SGBC yaxın gələcəkdə həyatın müxtəlif mərhələlərində, Alzheimer və demensiya zamanı 100-dən çox insan beynini təhlil etməyi və xəstəliklərin beyin hüceyrələrinə təsirini göstərən geniş istinad kitabxanası yaratmağı planlaşdırır.

Yeni atlas insan beyninin sirlərini açmayacaq, ancaq alimlərə daha ətraflı xəritə verərək dərin suallar verməyə və cavab tapmağa kömək edəcək.