Учёные собрали мозг в единую цифровую карту: siibra объединяет данные от клеток до областей
Международная группа учёных представила программный комплекс siibra, который объединяет разрозненные данные о человеческом мозге в единый многоуровневый цифровой атлас. Описание системы опубликовано в журнале Nature Methods.
Главная проблема, которую решает siibra, — несовместимость данных, полученных разными методами (МРТ, микроскопия, анализ связей) и в разных системах координат. Комплекс связывает их с единой системой координат — цифровым атласом, что позволяет работать с информацией масштабов от отдельных клеток и молекул до крупных структур мозга.
В основе siibra лежит Multilevel Human Brain Atlas — многоуровневый атлас мозга человека, интегрированный с европейской исследовательской платформой EBRAINS. Он включает Julich Brain — трёхмерный атлас областей коры и подкорковых структур, а также микроскопические изображения, матрицы связности и показатели локальных характеристик, например плотность рецепторов нейромедиаторов.
Важная особенность системы — вероятностная привязка данных к областям мозга. Анатомия мозга индивидуальна, поэтому жёсткие границы между структурами не подходят для точного анализа. siibra использует статистические карты, учитывающие эти различия, что особенно важно при сопоставлении данных МРТ, гистологии и электрофизиологии.
Авторы продемонстрировали практическое применение siibra на примере глубокой стимуляции мозга — метода лечения неврологических заболеваний с помощью имплантируемых электродов. Повторный анализ данных показал, что при определении зоны стимуляции в таламусе отдельные структуры могут быть ошибочно приняты за соседние. Более точное сопоставление анатомических карт и данных пациентов повышает точность таких процедур.
Разработчики отмечают, что siibra создаёт основу для применения больших данных и искусственного интеллекта в нейронауках: от анализа работы мозга и построения цифровых моделей до разработки новых медицинских инструментов. В будущих версиях планируется добавить ИИ-инструменты анализа и подключить дополнительные международные базы данных. Уже сейчас siibra обеспечивает доступ к более чем 7 ТБ мультимодальных данных, при этом пользователь может получать информацию только для нужных областей мозга.
