Исследование предлагает новое понимание взаимосвязи мозга

Исследователи и сотрудники Университета штата Джорджия разработали новую основу для понимания изменений в активности и связях мозга, которая имеет значение для наилучшего моделирования механизмов заболевания в головном мозге.

Исследование основано на предыдущей работе, показывающей, что форма и взаимосвязь мозговых сетей – отдельных областей мозга, которые работают вместе для выполнения сложных когнитивных задач – могут фундаментально и периодически меняться с течением времени.

Исследование, опубликованное в Trends in Cognitive Sciences, исследует роль динамического взаимодействия между различными группами нейронов, участвующих в когнитивной функции. Хотя многие исследования связи мозга представлены как "пространственно-временная динамика," на самом деле они делятся на три категории: пространственно-динамические, временные и пространственно-временные, как отметили исследователи. Пространственная динамика относится к изменениям формы, размера или расположения мозговых сетей. Временная динамика относится к изменениям в связях между сетями мозга. А пространственно-временная динамика относится к изменениям в обоих.

"Последний из них наименее изучен, но, вероятно, именно так нужно изучать мозг," сказал Винс Калхун, заслуженный профессор психологии университета, директор Центра трансляционных исследований в области нейровизуализации и обработки данных (TReNDS), партнерства между штатами Джорджия, Технологическим институтом Джорджии и Эмори, и ведущим автором исследования. "Если вы предположите, что что-то зафиксировано в пространстве, вы можете увидеть изменения в подключении, которых на самом деле не происходит."

Кэлхун добавил, что новая структура потенциально может привести к изменениям в моделировании заболеваний в головном мозге. Это также может предоставить способ более широкого применения существующих моделей болезней, стимулируя новые исследования.

"Если у вас есть сценарий, в котором сети перемещаются, и их соединение также изменяется одновременно, вы должны принять все это во внимание при проектировании модели," Калхун сказал. "Если вы этого не сделаете, это может указать вам неверное направление с точки зрения того, на каких частях мозга следует сосредоточиться, что может привести к лечению, предназначенному для нацеливания на неправильную область мозга."

Неправильное моделирование также может ввести ученых в заблуждение, показывая, что весь мозг поврежден болезнью, в то время как на самом деле это всего лишь один узел, который изменяется в размере или местоположении.

Соавторами исследования являются Армин Ираджи, научный сотрудник TReNDS, Робин Миллер, доцент кафедры информатики в штате Джорджия, и Тулай Адали, заслуженный профессор Университета штата Мэриленд в округе Балтимор. Калхун и его сотрудники работают над разработкой дополнительных способов моделирования психических заболеваний в головном мозге, используя призму пространственно-временной динамики.

"Мы уже обнаружили, что шизофрения показывает действительно иную динамическую информацию," говорит Калхун. "Мы обнаружили некоторые связи, которые при шизофрении были гораздо более вариабельными, чем в контрольной группе здоровых людей."

Бурятия Онлайн