Людський мозок складається приблизно з 86 мільярдів нейронів, з’єднаних трильйонами синапсів. Десятиліттями вчені вважали, що нам потрібно детально відобразити цей складний зв’язок, щоб зрозуміти, як виникають структуровані моделі діяльності, що визначають наші думки, почуття та поведінку.

Нове дослідження, опубліковане в Nature , ставить під сумнів цю точку зору. Науковці виявили, що на моделі активності наших нейронів більше впливає форма мозку – його борозенки, контури та складки – ніж його складні взаємозв’язки.

Традиційна точка зору полягає в тому, що конкретні думки чи відчуття викликають активність у певних частинах мозку. Однак нове дослідження розкриває структуровані моделі діяльності майже в усьому мозку, пов’язані з думками та відчуттями приблизно так само, як музична нота виникає внаслідок вібрацій, що відбуваються вздовж усієї довжини скрипкової струни, а не лише окремого сегмента.

Згідно з загальноприйнятою думкою, складна мережа зв’язків мозку фундаментально формує його діяльність. Ця точка зору розглядає мозок як сукупність окремих областей , кожна з яких спеціалізується на певній функції, такій як зір або мова. Ці області спілкуються між собою за допомогою сполучних структур, аксонів.

Альтернативна точка зору, втілена підходом до моделювання активності мозку, який називається теорією нейронного поля , уникає цього поділу мозку на окремі області. Цей погляд зосереджується на тому, як хвилі клітинного збудження безперервно рухаються через тканину мозку, як хвилі, утворені краплями дощу, що падають у воду. Подібно до того, як форма ставка обмежує можливі моделі, утворені хвилями, хвилеподібні моделі активності залежать від тривимірної форми мозку.

Щоб порівняти два погляди на мозок, вчені перевірили, наскільки легко звичайний, дискретний погляд і безперервний, заснований на хвилях, можуть пояснити понад 10 000 різних карт активності мозку . Карти активності були отримані з тисяч експериментів функціональної магнітно-резонансної томографії (fMRI), коли люди виконували широкий спектр когнітивних, емоційних, сенсорних і рухових завдань. І за допомоги комп'ютерного моделювання вони підтвердили, що тісний зв’язок між формою та функціями мозку обумовлений хвилеподібною активністю, яка поширюється по мозку.

Вчені також виявили, що більшість із 10 000 різних мозкових карт, які вони вивчали, були пов’язані з моделями діяльності, що охоплювали майже весь мозок. Цей результат знову кидає виклик загальноприйнятій думці про те, що активність під час виконання завдань відбувається в окремих ізольованих областях мозку. Насправді це вказує на те, що традиційні підходи до картування мозку можуть виявити лише верхівку айсберга, коли справа доходить до розуміння того, як працює мозок.

Цей новий підхід відкриває можливості для вивчення того, як форма мозку впливає на функціонування в процесі еволюції, розвитку та старіння, а також при захворюваннях мозку.

За матеріалами: ScienceAlert