在美國南佛羅里達大學,醫學工程教授 George Spirou 正運用高科技成像和虛擬現實技術,精心繪製一張詳盡的大腦地圖。這張地圖旨在更深入地了解自閉症等發育障礙,並為腦損傷和疾病的治療提供更早、更有效的策略。
George Spirou 的研究工作已逾四十年,如今在美國國立衛生研究院提供的 330 萬美元資助下,他聚焦於大腦中處理聲音的關鍵部位——胼胝體,這一大腦中最大的神經纖維束。因為聽覺功能障礙常是自閉症等疾病的常見症狀,導致社交和認知障礙。
Spirou 教授表示:「儘管我們專注於大腦中與聽力相關的特定區域,但我們收集的數據對理解大腦早期發育異常引發的嚴重發育障礙具有重要意義。同時,我們的發現也將為修復和重建因疾病和傷害受損的神經迴路提供創新策略。」
藉助高解析度成像技術和南佛羅里達大學聽覺發展與連接組學實驗室的圖像分析能力,Spirou 團隊正致力於創建大腦中任何神經元的精確發育時間表。他們成功捕捉到了小鼠神經元從誕生到建立複雜突觸連接的全過程。據美國國立衛生研究院稱,小鼠大腦中的神經元類型和連接方式與人類極為相似。
此外,團隊還利用虛擬現實技術,對圖像中捕捉到的神經元進行細緻入微的檢查,並通過沉浸式體驗分析突觸結構。Spirou 指出,雖然神經系統的發育已受到廣泛研究,但過去的研究在時間和空間解析度上尚未達到如此綜合的水平。
未來五年,他們的目標是利用虛擬現實等尖端技術,揭示驅動這一特定神經系統精確形成的信號。一旦這些缺失的細節被揭示,其他神經迴路的形成機制也將隨之明晰。在成熟大腦受傷的情況下,這些資訊將有助於重組並可能重新連接神經元,從而支持患者通過手術和其他治療方案恢復。