Ученые составили карту индивидуальной динамики мозга

Ученые из Университета Вашингтона в Сент-Луисе совершили новаторское открытие в нейронауке, разработав метод создания персонализированных моделей мозга, который проливает свет на уникальную нейронную динамику людей. Это нововведение имеет значительные последствия для понимания активности мозга, индивидуальных когнитивных различий и потенциальных клинических приложений.

Новое исследование использует неинвазивное сканирование мозга с высоким временным разрешением для построения индивидуальных моделей мозговой активности. Эти модели дают подробное представление о нейронной механике, лежащей в основе познания и поведения, продвигая вперед фундаментальную нейронауку и лечение неврологических расстройств.

«Это исследование мотивировано нашей потребностью понять индивидуальные различия в динамике мозга», — сказал Мэтью Сингх, первый автор статьи. «Наша работа объясняет, почему здоровые люди демонстрируют различную динамику мозга, и предоставляет инструмент для создания проверяемых прогнозов относительно явлений мозга».

Исследование подчеркивает изменения в альфа- и бета-волнах мозга, двух типах электрических колебаний, связанных с когнитивными состояниями и процессами.

Альфа-волны связаны с релаксацией и медитацией, тогда как бета-волны соответствуют активным состояниям, таким как принятие решений и решение проблем. Анализируя, как эти волны различаются у разных людей, исследователи получили представление о балансе возбуждающих нейронов мозга (которые усиливают сигналы) и тормозных нейронов (которые регулируют активность).

Персонализированные модели точно воспроизводили глобальные альфа- и бета-паттерны и прогнозировали будущую активность всего мозга, демонстрируя свою эффективность в расшифровке индивидуальной мозговой динамики.

«Эта новая техника предоставляет мощный инструмент для изучения механизмов, лежащих в основе индивидуальной динамики мозга, на основе неинвазивных измерений мозговой активности», — говорят ученые. «Она открывает двери для точной нейронауки, позволяя создавать персонализированные модели мозга, которые могут прогнозировать активность и направлять целевые медицинские вмешательства».

Тодд Брейвер, профессор кафедры психологии и соавтор работы, подчеркнул потенциал для будущих приложений: «Наш инновационный подход может привести к новым методам улучшения когнитивных функций, таким как нейростимуляция. Сотрудничество и совершенствование нашей модели будут иметь ключевое значение для раскрытия ее полного потенциала».

Исследование позволяет лучше понять индивидуальную динамику мозга. Оно открывает путь к прорыву в области улучшения когнитивных способностей и лечения неврологических заболеваний, знаменуя собой значительный шаг вперед в нейронауке.

Статья была опубликована в журнале PNAS.