Ученые идентифицировали структуры мозга по «отпечаткам» их активности

Ученые идентифицировали структуры мозга по «отпечаткам» их активности

Британские нейрофизиологи изучили колебания активности анатомических раздельных структур головного мозга, обнаружив, что они так же неповторимы, как отпечатки пальцев. Подробный отчет о работе публикует журнал .

Головной мозг содержит много анатомически различных структур, которые отличаются составом клеток, архитектурой ткани, связностью с другими областями мозга. Все это определяет различия в их функциональности. Совместно действующие участки проявляют синхронизированную активность, которая наблюдается на электроэнцефалограммах (ЭЭГ) и магнитоэнцефалограммах (МЭГ).

Показано, что определенный уровень такой синхронизации сохраняется и в состоянии покоя, объединяя обширные, часто анатомически разнесенные участки мозга. По некоторым гипотезам, такая «сеть пассивного режима работы мозга» может лежать в основе феномена самосознания. При этом индивидуальная активность отдельных участков остается изученной недостаточно. Между тем, нейрофизиологи Университета Глазго Анне Кейтель (Anne Keitel) и Иоахим Гросс (Joachim Gross) показали, что спектр их активности уникален для каждой из анатомически раздельных структур мозга.

Экспериментируя с группой из 22-х здоровых добровольцев, ученые записывали активность отдельных участков их мозга в покоящемся состоянии с помощью МЭГ. Наблюдения за «обучающей» группой подопытных (11 человек) позволили получить спектральную плотность – зависимость амплитуды колебания от частоты – которая фиксировалась сегментами по 1 с. На основе этих данных авторы построили «спектральные отпечатки» различных мозговых структур.

Окзазалось, что такие «отпечатки» высокоспецифичны: активность разных областей мозга имеет особенности, которые характерны для каждой из них. Наблюдая подопытных второй группы, авторы смогли предсказать, к какой именно структуре относится эта активность. Кроме того, ученые отметили, что спектральные сигналы похожи у структур, входящих в одни и те же крупномасштабные сети взаимодействий.

По мнению Кейтель и Гросса, эти выводы позволят глубже понять механизмы возникновения глобальных волн электрической активности мозга и, возможно, лягут в основу новых методов наблюдения и стимуляции его структур.