База МРТ-снимков позволит оценить изменения мозга на протяжении всей жизни

Новая база данных содержит сотни тысяч изображений головного мозга людей в разные периоды жизни — от эмбриона и до долгожителя.

Международной команде во главе с Ричардом Бэтлехемом (Richard Bethlehem) из Кембриджского университета удалось свести воедино данные, полученные в процессе более чем сотни предыдущих исследований головного мозга с помощью томографа. Ученые собрали в общей сложности 124 тысячи МРТ-снимков больше 100 тысяч людей всех возрастов — от 16-недельного эмбриона до 100-летнего старика, — привели их к единому стандарту и обработали. База Brain Charts выложена в открытый доступ для всех исследователей, изучающих развитие мозга и его возрастные изменения. О проекте рассказывается в статье, опубликованной в журнале Nature.

Анализ собранных изображений позволил идентифицировать на них различные ткани и участки мозга и составить его «карты развития» — наподобие карт физического развития (Growth Сharts), с помощью которых педиатры оценивают рост ребенка по мере взросления. Так же и новые карты Brain Charts позволяют оценить, например, изменения в количестве белого и серого вещества, происходящие с возрастом, вплоть до самой глубокой старости. По словам ученых, эта работа потребовала в сумме более двух миллионов часов вычислений с почти целым петабайтом данных.

Новые данные уже помогли подтвердить некоторые ключевые моменты возрастных перемен, известные по предыдущим исследованиям: скажем, то, что количество серого вещества (оно включает тела нейронов и вспомогательных клеток) достигает максимума примерно к шести годам, после чего начинает медленно снижаться. После 50 лет этот процесс заметно ускоряется. Количество же белого вещества (миелиновых волокон, связывающих нейроны) увеличивается дольше, выходя на максимум примерно к 29 годам. Но это только начало: новые данные наверняка позволят заметить и другие, до сих пор неизвестные особенности мозга у людей разных возрастов и привычек.

На МРТ-снимках Brain Charts ученые разметили не только количества белого и серого вещества, но и другие важные детали: всего 165 диагностически значимых элементов. Авторы работы надеются, что новая база поможет не только исследователям, но и медикам. Подобно тому, как карты физического развития ребенка позволяют сопоставить его рост со сверстниками, так и Brain Charts даст возможность врачам сравнивать состояние мозга пациентов с «референтными» изображениями и получать более точные оценки — например, о деградации мозга у страдающих болезнью Альцгеймера.