HCP1065 · 1065 osób

Istota biała i biegnący przez nią sygnał

87 nazwanych pęczków włókien, uśrednionych u 1065 osób zbadanych w Human Connectome Project i umieszczonych w uśrednionej korze z tego samego projektu. Impulsy nie są tu ozdobą, bo każdy z nich biegnie w czasie wyliczonym z prawdziwej długości swojej drogi i z prędkości, którą sam ustawiasz.

Coś, co człowiek robi

Punkt widzenia

Rodzina pęczków

Wybierz jeden

Prędkość przewodzenia

Pokoloruj korę według

Przezroczystość kory

Traktografia Yeh FC. Population-based tract-to-region connectome of the human brain. Nature Communications 13, 4933 (2022). doi.org/10.1038/s41467-022-32595-4. Atlas HCP1065, CC-BY-SA 4.0.
Powierzchnia kory Van Essen DC, Smith SM, Barch DM, Behrens TEJ, Yacoub E, Ugurbil K. The WU-Minn Human Connectome Project: an overview. NeuroImage 80, 62 (2013). Średnia grupowa S1200, fs_LR 32k, MSMAll.
Sieci spoczynkowe Yeo BTT, Krienen FM, Sepulcre J, et al. The organization of the human cerebral cortex estimated by intrinsic functional connectivity. J Neurophysiol 106, 1125 (2011). Parcelacja doi.org/10.1152/jn.00338.2011.

Sygnał w codziennych czynnościach

Gdy wybierzesz czynność powyżej, na scenie zostaną tylko pęczki, które ją przenoszą, ułożone po kolei. Impuls startuje na pierwszym odcinku, a każdy następny rusza dokładnie tam, gdzie skończył się poprzedni, bo jego start przesunięto o długość wszystkich odcinków przed nim. Czytanie słowa na głos angażuje 5 pęczków i 545 milimetrów szlaku, rozpoznanie twarzy i nazwanie jej to 554 milimetry, a przekazanie czegoś drugiej półkuli to 131 milimetrów, w całości przez ciało modzelowate. Wśród czynności są też rozmowa, czytanie tego tekstu i patrzenie na tę wizualizację.

Najciekawszy jest jednak rachunek, który kryje się pod animacją. Przy prędkości 60 metrów na sekundę sygnał czytanego na głos słowa wędruje włóknami przez około 9 milisekund, a 5 synaps po drodze dokłada kolejne 5. Gdy podkręcisz włókna do 120 m/s, czas wędrówki spadnie o połowę, ale opóźnienie na synapsach nie zmieni się wcale, bo przejście przez synapsę trwa około milisekundy bez względu na to, jak szybki jest przewód. Przy dostatecznie szybkim przewodzie prawie całe opóźnienie przypada więc na synapsy, a nie na drogę we włóknie.

A pathway is a simplification and these are the classical ones. Real behaviour recruits far more than four or five bundles, in parallel, with loops running backwards the whole time. What is honest here is narrower and still worth something: every leg is a real named tract, its length is that tract's own measured median across 1,065 people, and the arithmetic on those lengths is done correctly.

Jak dopasowano drogi do kory

Drogi istoty białej i kora pochodzą z 2 różnych zbiorów danych, opisanych w różnych układach współrzędnych. Dopasowanie ich na oko byłoby najłatwiejszym źródłem błędu na tej stronie, a zarazem najtrudniejszym do zauważenia, dlatego drogi umieszczono w korze według przekształcenia zapisanego przez autorów atlasu traktografii, które przenosi każdy punkt dokładnie do standardowej przestrzeni mózgu MNI.

Skrypt, który buduje dane strony, nie zapisze niczego, dopóki nie zgodzi się 5 faktów anatomicznych: lewa droga korowo-rdzeniowa musi leżeć po lewej stronie i biec od pnia mózgu do szczytu głowy, lewy pęczek łukowaty musi wyginać się łukiem od płata czołowego do tylnej części płata skroniowego po lewej, a ciało modzelowate musi przecinać linię środkową. Gdyby macierz afiniczna była błędna, te testy zgłosiłyby błąd, zamiast pozwolić stronie po cichu narysować mózg odwrócony na lewą stronę.

Dlaczego ta animacja jest pomiarem

Każdy punkt każdego strumienia ma zapisaną odległość od początku swojej drogi, w milimetrach, zmierzoną na jej prawdziwym kształcie. Czas, w jakim impuls dociera do tego punktu, to ta odległość podzielona przez wybraną przez Ciebie prędkość przewodzenia. Dlatego przejście drogi korowo-rdzeniowej, która ma 133 milimetry, naprawdę trwa dłużej niż przejście krótkiego odcinka pęczka obręczy, i to we właściwej proporcji, a zmiana prędkości zmienia jednocześnie wszystkie czasy przejścia na scenie.

Istota biała to jedyne miejsce w mózgu, w którym duży rozmiar nie oznacza powolności. Mielina pozwala impulsowi pokonać metr aksonu w setną część sekundy i dlatego impuls leży tak daleko od przekątnej, na której układają się wszystkie inne procesy biologiczne.

What tractography is not. These are not axons. They are the paths a reconstruction algorithm found by following how water diffuses, averaged over 1,065 people. The algorithm can bridge fibres that do not connect and miss ones that do, and nothing in a tractogram says which way a bundle carries signal. What is solid here is that these are the named, replicated bundles of human white matter, in the right places, at the right lengths.
Colours on the cortex. The resting state networks and the 360 region parcellation are the real published label maps, vertex by vertex. The colours assigned to them here are generated to be evenly spaced and distinguishable, not copied from those papers' own palettes, so do not read a colour on this page as the colour that network is usually drawn in. To explore the full 360-region parcellation by name, area by area, the somatotopy page paints and labels every one.

Ta sama kora, inne pytania

Drogi bólu i postępowanie to strona, która tę samą korę i te same zmierzone pęczki wykorzystuje, żeby odpowiedzieć na jedno pytanie, co ból robi w układzie nerwowym i na jakich poziomach może zadziałać leczenie. Prowadzi przez 7 perspektyw, od nocycepcji po postępowanie, przy każdym twierdzeniu podaje rodzaj dowodu, a przełącznik pewności opróżnia mapę, gdy podnosisz próg. Z kolei strona somatotopii pokazuje na tej samej korze, obszar po obszarze, gdzie mają swoje miejsce ruch i dotyk.