Hjärnans kopplingar ska redas ut

För tio år sedan kom den första kartan över hela den mänskliga arvsmassan, det så kallade genomet. Jättesatsningen har inspirerat forskare att ta liknande helhetsgrepp på kroppens alla proteiner (proteomet), ämnesomsättning (metabolomet) och mycket annat. Nu har turen kommit till kopplingarna i hjärnan, det så kallade konnektomet.

Uppgiften är gigantisk. Hjärnan är den mest invecklade struktur som vetenskapen känner till. Den innehåller ungefär 100 miljarder nervceller. Var och en bildar i genomsnitt tusentals kontakter till andra celler, och förbindelserna förändras ständigt i arvets samspel med miljön.

Därför kommer The human connectome project till att börja med undersöka huvudstråken av förbindelser mellan cirka 300 områden i hjärnan.

– Vi vill ta reda på hur kretsar i hjärnan förändras när vi åldras, och på grund av psykiatriska och neurologiska sjukdomar, säger Van Wedeen, radiolog vid Harvard medical school i USA och en av ledarna för projektet.

Van Wedeen och hans medarbetare har förfinat ett slags magnetkamera som avbildar vattenmolekyler i långsam rörelse genom nervcellernas längsta utskott, axonerna, i den vita hjärnsubstansen. Tekniken gör det möjligt att urskilja kopplingsmönstret i en levande hjärna, och att jämföra hur olika individer skiljer sig.Den här typen av forskning har en lång historia, även om ordet konnektom är nytt. År 1873 uppfann italienaren Camillo Golgi ett sätt att färga enstaka nervceller svarta med en blandning av silvernitrat och kaliumdikromat. Genom sitt mikroskop kunde han se hur cellernas utskott kontaktade varandra.

Sedan dess har det blivit möjligt att undersöka kopplingar med hjälp av en lång rad nya metoder. En av de vackraste kallas brainbow och kom för ett par år sedan. Forskare i USA lyckades färga cellerna i en mushjärna i 90 olika färger så att kopplingsmönstret blev synligt.

En fördel med magnetkameror är att de fungerar också på en levande hjärna. Forskarna kommer bland annat att undersöka tvillingar från cirka 300 familjer i ett försök att se hur arv och miljö präglar ledningarna i huvudet.