«Анатомические ограничения»: учёные выявили связь между формой мозга и мышлением человека

Учёные из австралийского Университета Монаша установили, что форма мозга напрямую влияет на то, как человек мыслит и чувствует. К таким выводам авторы работы пришли, изучив более 10 тыс. карт мозговой активности. В результате удалось установить, как именно распределяется электромагнитное колебание в мозге. Оказалось, что специфические особенности этой волны зависят от геометрии и других анатомических особенностей мозга. По словам учёных, это волновое колебание играет даже более важную роль, чем нейронные связи внутри отдельных участков мозга. Открытие поможет изучить последствия инсультов, деменции и других заболеваний.

• Gettyimages.ru
• © KTSDESIGN/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Учёные из австралийского Университета Монаша выяснили, что форма головного мозга человека играет важную роль в том, как он думает, чувствует и ведёт себя. Выяснилось, что этот параметр оказывает даже большее влияние, чем нейронные связи в разных отделах мозга. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

К таким выводам учёные пришли, проанализировав более 10 тыс. различных карт активности головного мозга, сделанных с помощью магнитно-резонансной томографии. Полученные результаты меняют устоявшиеся научные представления о ключевых факторах, влияющих на работу человеческого мозга, считают авторы работы.

Как пояснил один из исследователей, доктор Джеймс Пан, хотя прежде считалось, что определённые мысли или ощущения вызывают активность только в конкретных областях мозга, данное исследование показывает, что структурированные паттерны активности возбуждаются практически по всему мозгу, подобно тому как музыкальную ноту порождают вибрации, происходящие по всей длине скрипичной струны, а не только на изолированном её участке.

• Gettyimages.ru
• © Andrew Brookes

«Данное исследование открывает возможности для понимания воздействия таких нарушений, как деменция и инсульт, путём рассмотрения моделей формы головного мозга, работать с которыми значительно проще, чем с моделями полного набора нейронных связей мозга», — добавил учёный.

С помощью МРТ исследователи изучили, как именно в мозгу распространяются электромагнитные вибрации одной частоты, охватывающие всю систему, — в физике это явление называется «собственные моды». Ранее такие волновые параметры применялись преимущественно в инженерии, и только недавно учёные начали измерять подобные колебания в человеческом мозге. Для каждого мозга этот параметр уникален и зависит от его геометрических, физических и анатомических свойств, отмечают авторы работы.

Методами математического моделирования учёные подтвердили гипотезу о тесной связи между геометрией и функциями головного мозга, которая обусловлена волновой активностью.

«Мы обнаружили, что собственные типы колебаний, обусловленные геометрией мозга (его очертаниями и кривизной поверхности), представляют собой наиболее сильные анатомические ограничения его деятельности — во многом как форма барабана влияет на звуки, которые он может издавать», — добавил другой участник исследования профессор Алекс Форнито.

По словам авторов работы, полученные результаты дают возможность прогнозировать деятельность мозга, исходя непосредственно из его формы. Это поможет предсказывать риски возникновения психических и неврологических заболеваний.  

Источник