Dansk | English
Sitemap
youtube_off.png
linkedin_off.png
Facebook

Skanning afslører hjernens kommunikationsmønstre

Hjernen består af et meget komplekst netværk af neuroner: Mange milliarder neuroner forbinder sig med hinanden på kryds og tværs gennem endnu flere forbindelser. Men vores viden om, hvilke områder i hjernen der er forbundet med hinanden, er utilstrækkelig.
 

Det kan data fra strukturelle og funktionelle hjerneskanninger hjælpe med til at belyse. Hjerneskanningerne fortæller nemlig, hvilke områder i hjernen der arbejder sammen og hvordan forskellige områder er forbundet og afslører dermed vigtig information om hjernens kommunikationsmønstre.
”Strukturelle og funktionelle hjerneskanninger giver massiv information om forbindelser mellem små områder i hjernen. Den information kan vi bearbejde statistisk og på den baggrund kan vi se, hvor mange områder der er forbundet med hinanden og hvordan de er forbundet,” siger lektor Morten Mørup fra DTU Informatik. Han har netop modtaget et Lundbeckfond Fellowship på 10 mio. kr. til, over de næste fem år, at undersøge kommunikationsmønstrene nærmere.

 


 

Hjælp fra supercomputere
Morten Mørup ser på kommunikationsmønstrene i hele hjernen og ikke kun i mindre områder. Det giver en enorm statistisk udfordring, når han skal beregne hjernens kommunikationsmønstre. Der skal bruges og analyseres meget store mængder af data fra hjerneskanningerne, for at de overordnede mønstre i hjernen kan isoleres fra den signal-støj, der følger med, når målingerne som her foretages med meget høj opløsning. Det kræver storskala beregninger, som DTUs store supercomputere heldigvis kan klare.

”På baggrund af de beregninger, vi laver, kan vi kortlægge hjernens forbindelsesmønstre og samtidig også vurdere, om der er en sammenhæng mellem strukturelle og funktionelle forbindelser. Er de relaterede til hinanden eller er de forskellige?” siger Morten Mørup.
 

Fra rask til syg
Lige nu er det raske forsøgspersoner, der lægger hjerne til de statistiske beregninger. På baggrund af dem laver Morten Mørup en samlet model af hjernens overordnede kommunikationsmønstre. Efterfølgende vil han se på, hvordan disse kommunikationsmønstre ændrer sig ved hjernesygdomme, hvor hjernen og dens funktioner langsomt nedbrydes.

”Flere hjernesygdomme er karakteriseret ved, at der allerede i tidlige stadier sker forandringer i hjernens forbindelsesmønstre. Med vores statistiske modeller vil vi kunne se, hvordan mønstrene ændrer sig ved sygdom og dermed gøre det muligt bedre at forstå sygdommes påvirkning på hjernens funktioner. Vores mål er at blive i stand til bedre at kunne detektere sygdomme tidligt samt evaluere effekten af behandlinger af sygdomme såsom multipel sklerose og Parkinsons sygdom,” siger Morten Mørup.

 

Skaber værktøj til diagnosticering
Derfor vil han skabe beregningsmæssige værktøjer, som statistisk kan modellere de fremtrædende hjerneforbindelsesmønstre ud fra hjerneskanninger. Værktøjerne skal også gerne kunne bruges til at diagnosticere patienter og evaluere behandlingers effekt.
”Hvorvidt modellerne kan bruges klinisk vil afhænge af, hvor tydeligt signalet er. Men jeg tror på, at det kan lade sig gøre,” understreger Morten Mørup.
 

Om bevillingen udtaler forskningschef fra Lundbeckfonden Anne-Marie Engel:
”Morten Mørup beskæftiger sig med et vigtigt område indenfor kognitiv hjernevidenskab og hans projekt kan potentielt give os vigtig ny indsigt i den normale såvel som den sygdomsramte hjerne.”
 

Fakta:
Hjerneskanningerne, Morten Mørup tager udgangspunkt i, er funktionel MRI (fMRI) og diffusions MRI (dMRI).
•fMRI måler hjerneaktiviteten og kan derfor se, hvilke områder i hjernen der arbejder på en given opgave.
•dMRI ser strukturelt på, hvordan neuronerne er forbundet, og kan dermed sige noget om, hvordan områderne i hjernen er fysisk forbundet med hinanden.
 

Yderligere oplysninger: Lektor Morten Mørup, DTU Informatik, Institut for Informatik og Matematisk Modellering. mm@imm.dtu.dk / Tlf.: 4525 3900