Erste einheitliche digitale Karte des menschlichen Gehirns erstellt: siibra-Projekt ist ein revolutionärer Schritt

Ein bedeutender Durchbruch in der Neurobiologie: Wissenschaftler haben die Software-Suite siibra vorgestellt, die alle verstreuten Daten über das menschliche Gehirn in einem einzigen mehrstufigen digitalen Atlas vereint. Dieses System bündelt Informationen von einzelnen Zellen und Molekülen bis hin zu großen Gehirnstrukturen und deren komplexen Verbindungen. Die in der Fachzeitschrift Nature Methods veröffentlichten Forschungsergebnisse dürften eine neue Ära in der Medizin und der AI einläuten. Dies berichtet Ixbt.com berichtet.

Derzeit werden Daten über Neuronen und Gehirnaktivität in verschiedenen Formaten, mit unterschiedlichen Methoden und in verschiedenen Koordinatensystemen gespeichert. Dies stellte Wissenschaftler bei der Zusammenführung von Forschungsergebnissen vor große Herausforderungen. Das siibra-System hat dieses Problem gelöst, indem es MRT-Daten, Mikroskopie-Ergebnisse und Verbindungen zwischen Gehirnregionen in einem einzigen digitalen Atlas verknüpft.

Ein Datenschatz von sieben Terabyte

Das Projekt basiert auf dem Multilevel Human Brain Atlas und ist in die europäische Forschungsplattform EBRAINS integriert. Das System bietet bereits Zugriff auf über 7 TB multimodale Daten, darunter Bilder, Tabellen und digitale Arrays. Laut ixbt.com können Nutzer spezifische Bereiche analysieren, ohne den gesamten riesigen Datensatz herunterladen zu müssen.

Eine der wichtigsten Funktionen des Systems ist die probabilistische Zuordnung von Daten zu Gehirnregionen. Es ist bekannt, dass die Anatomie des menschlichen Gehirns individuell variiert. Daher verwendet siibra statt starrer Grenzen statistische Karten, die individuelle Unterschiede berücksichtigen. Dies ermöglicht einen präzisen Abgleich von Histologie- und elektrophysiologischen Messungen mit MRT-Ergebnissen.

Praktische Anwendung in der Medizin

Die Autoren der Studie demonstrierten den praktischen Nutzen des Systems am Beispiel der tiefen Hirnstimulation (deep brain stimulation). Diese Methode wird zur Behandlung bestimmter neurologischer Erkrankungen mittels Elektroden eingesetzt. Analysen mit siibra zeigten, dass bei der Bestimmung der Stimulationszone im Thalamus einige Strukturen mit benachbarten Bereichen verwechselt werden können. Der neue Atlas eliminiert solche Fehler und erhöht die Präzision chirurgischer Eingriffe.

In Zukunft wird dieses System als Grundlage für die Anwendung von Big Data und AI in den Neurowissenschaften dienen. Die Entwickler planen, in weiteren Phasen KI-basierte Analysetools in das System zu integrieren und die Abdeckung internationaler Datenbanken weiter auszubauen. Dies ebnet den Weg nicht nur für die Erstellung von Gehirnmodellen, sondern auch für die Entwicklung medizinischer Geräte der nächsten Generation.