Нейробиологи создали подробную карту коры головного мозга
Сканируя мозг людей во время просмотра нескольких фильмов, ученые создали самую полную на сегодняшний день карту внешнего слоя мозга.
Нейробиологи создали самую полную на сегодняшний день карту внешнего слоя мозга. В то время как большинство наблюдений за корой головного мозга касались мозга в состоянии покоя, исследователи из Массачусетского технологического института давали людям смотреть захватывающие фильмы, отслеживая их нейронную активность. То, что они увидели, помогло им идентифицировать 24 взаимосвязанные сети мозга, каждая из которых отвечает за отдельную неврологическую функцию.
Когда мы представляем себе мозг, то, вероятно, представляем кору головного мозга или морщинистое, розовато-серое вещество, окружающее внутренние структуры органа. Обычно ученые рассматривают кору головного мозга с точки зрения ее четырех долей, каждая из которых обрабатывает различные типы информации.
Но внутри этих долей лежат сложные сети, которые выполняют определенные неврологические роли. Предыдущие попытки понять эти сети делали «подключение» к мозгу людей, когда они отдыхали или позволяли своему разуму думать о чем угодно. Хотя эти попытки позволили получить полезные сведения о «режимах сетей по умолчанию», активных во время мечтаний, они оставили без внимания другие жизненно важные сети.
Работая с коллегами из Кембриджского университета, канадского Университета Макгилла и Google Brain (исследовательская группа, теперь известная как DeepMind), исследователи из Массачусетского технологического института изучили сканы мозга 176 человек, которые прошли фМРТ (функциональную магнитно-резонансную томографию) во время просмотра фильмов.
Эти данные, полученные в рамках более крупной исследовательской инициативы под названием Human Connectome Project, фиксировали нейронную активность, когда здоровые взрослые люди смотрели видео из фильмов «Начало» , «Один дома » и других. Команда ученых отфильтровала эти данные с помощью алгоритма машинного обучения, который анализировал активность каждой области коры головного мозга.
Согласно статье, опубликованной в журнале Neuron, отсортированные данные выявили 24 отдельные сети коры головного мозга, каждая из которых имела различные паттерны активности и функции. Некоторые сети отвечали за социальные способности, такие как обработка языка или распознавание лиц.
Другие усваивали неязыковую слуховую информацию, планировали движения или распознавали неодушевленные предметы. Три сети были вовлечены в то, что нейробиологи называют «исполнительным контролем», или способом мозга планировать и выполнять целенаправленное поведение. Было обнаружено, что эти сети участвуют в отношениях «тяни-толкай» с другими сетями, задействуя их как рычаги, когда этого требовала конкретная сцена фильма.
«Наша работа — это первая попытка получить схему различных областей и сетей мозга в естественных условиях», — сказала автор исследования и нейробиолог Реза Раджимехр . «При фМРТ в состоянии покоя нет стимула — люди просто думают о чем-то про себя, поэтому вы не знаете, что активировало эти сети. Но с нашим киностимулом мы можем вернуться и выяснить, как различные сети мозга реагируют на различные аспекты фильма».
Ученые теперь хотят исследовать, как реакции этих сетей на стимулы фильмов могут меняться в зависимости от возраста человека или его личной истории. Будущая работа может даже рассмотреть, как 24 сети коры головного мозга работают у человека с нарушениями развития или психическими расстройствами.