Het Human Connectome Project

september 15, 2019
Het doel van het Human Connectome Project is om de verbindingen in een gezond menselijk brein te begrijpen, zodat artsen en wetenschappers een referentiepunt hebben voor het identificeren van anomalieën in verband met hersenaandoeningen.

Het Human Connectome Project (HCP) werd in juli 2009 gelanceerd. Het maakt onderdeel uit van een NIH-plan (National Institutes of Health) van 21,3 miljoen euro. De doelstellingen van het project zijn:

  • Een verzameling van neurale gegevens verkrijgen.
  • Een interface bieden waarmee wetenschappers grafisch door gegevens kunnen navigeren.
  • Nieuwe informatie over het menselijk brein ontdekken.

Hagmann, een van de onderzoekers van het project, legt uit: “Om de werking van een netwerk te begrijpen, moet men de elementen ervan en hun onderlinge verbindingen kennen. Het connectoom zal ons begrip van hoe functionele hersentoestanden uit hun onderliggende structurele substraat komen aanzienlijk verbeteren en zal nieuwe mechanistische inzichten verschaffen in hoe de hersenfunctie wordt beïnvloed als dit structurele substraat wordt verstoord.

Voordat we verdergaan, is het misschien handig om even uit te leggen wat het menselijk connectoom is. Kort door de bocht zou je kunnen zeggen dat het een soort kaart is van de verbindingen tussen neuronen.

Het doel van het Human Connectome Project is dus om een ​​kaart te maken die het connectiviteitsnetwerk van de hersenen op zowel anatomisch als functioneel niveau laat zien. Met andere woorden, om een ​​gedetailleerd begrip te krijgen van alle hersencircuits en hun synapsen.

Nog een doel van het project is om een samenstelling van gegevens te produceren die onderzoek naar verschillende hersenstoornissen zou vergemakkelijken.

Geen van je neuronen weet wie je bent … Het kan ze ook niet schelen.”

-Eduardo Punset-

Verbindingen in de hersenen

De doelstellingen van het Human Connectome Project

De National Institutes of Health Blueprint for Neuroscience Research lanceert momenteel een project van 30 miljoen dollar dat gebruik zal maken van de nieuwste hersenbeeldvormingstechnologie om de hersencircuits in een gezond menselijk brein van een volwassene in kaart te brengen.

Door systematisch hersenbeeldvormingsgegevens van honderden mensen te verzamelen, biedt het Human Connectome Project informatie over de hersenverbindingen die ten grondslag liggen aan de hersenfunctie. Bovendien zal het ook nieuwe deuren openen voor neurowetenschappelijk onderzoek.

Het aantal mogelijke verbindingen tussen neuronen in de menselijke geest is veel groter dan tussen het aantal atomen in het universum.

-Alan Moore-

Recente gegevens en onderzoek

Tot nu toe hebben wetenschappers slechts één connectoom geïdentificeerd: dat van een nematode (Caenorhabditis elegans). Het bescheiden zenuwstelsel van dit connectoom bestaat uit 300 neuronen. In de jaren zeventig en tachtig probeerde een team van onderzoekers een kaart te maken van de 7.000 interneurale verbindingen van dit zenuwstelsel.

Deze kaart werd het connectoom genoemd. Moge het echter duidelijk zijn dat mensen nog veel complexer zijn. Mensen hebben namelijk meer dan 100 miljard neuronen en 10.000 keer meer verbindingen.

Nieuw onderzoek van het HCP-team suggereert dat de manier waarop de hersencircuits georganiseerd zijn eerder lijkt op een kaart van de straten van Manhattan dan op de ingewikkelde wirwar van wegen in Londen.

Met andere woorden, het menselijke neurale netwerk is ook ordelijk en netjes. Het is dus niet warrig en vol bochten zoals wetenschappers vroeger geloofden.

Verschillende nieuwe bevindingen op basis van neuroimaging-gegevens van het HCP en psychologisch onderzoek tonen aan dat verschillen in hersenconnectiviteit tussen individuen een goede indicatie van gedrag zijn.

Deze onderzoekers geloven dat dit soort scans op een dag nuttig zouden kunnen zijn om een ​​meer gepersonaliseerde diagnose en behandeling te bieden voor patiënten met psychische stoornissen.

Net als de entomoloog die op zoek is naar kleurrijke vlinders, heeft mijn aandacht altijd gejaagd door de tuinen van grijze massa cellen met hun delicate en elegante vormen, op de mysterieuze vlinders van de ziel, wiens vleugelslagen op een dag de geheimen van de geest aan ons kunnen onthullen.

-Santiago Ramon y Cajal-

Uitvergroot beeld van een synaps

Conclusies en opmerkingen over het Human Connectome Project

Het brein blijft een complex en mysterieus orgaan. Hoewel wetenschappers elke dag meer te weten komen over de hersenen, is er tevens nog zoveel dat we niet weten. Dat is een van de redenen waarom het HCP zo belangrijk is. Het heeft namelijk als doel om de beste beschikbare technologie te gebruiken om de hersenfunctie en neurale verbindingen te verduidelijken.

De hoop is dat deze nieuwe informatie ons vervolgens zal helpen een hoop psychische stoornissen te bestrijden.

Tegenwoordig weten wetenschappers dat veel psychische stoornissen, zoals schizofrenie, connectopathieën zijn. Dat betekent dat de anomalie die de aandoening veroorzaakt zich in de ‘bedrading’ van de hersenen bevindt. Als wetenschappers een kaart van het menselijk brein kunnen maken en het structurele kader ervan kunnen begrijpen, kunnen ze mogelijk ziekten zoals epilepsie genezen.

Tot slot, als je graag nog meer over het HCP te weten zou willen komen, klik dan op deze link.

De link brengt je namelijk naar een ​​interactieve kijker die gegevens interpreteert uit de connectiviteitsmatrix uit de conferentiepublicatie: Anatomical structural network analysis of human brain using partial correlations of gray matter volumes geschreven door Anand A. Joshi, Shantanu H. Joshi, Ivo D. Dinov, David W. Shattuck, Richard M. Leahy en Arthur W. Toga.

  • Van Essen DC, Barch DM. The human connectome in health and psychopathology. World Psychiatry 2015;14:154-7.
  • Bullmore E, Sporns O. Complex brain networks: graph theoretical analysis of structural and functional systems. Nat Rev Neurosci 2009;10:186-98.