Сигнали в човешкия мозък – ключови за познанието
Мистериозни спирални сигнали в човешкия мозък може да са ключови за нашето познание
Учените предполагат, че странни завихряния във външния слой на мозъка може да се използват за свързване на различни части от него. Както и за по-бърза обработка на информацията.
Мистериозни спираловидни сигнали са открити в човешкия мозък. Учените, открили завихрянията, смятат, че те могат да помогнат за организирането на сложна мозъчна дейност.
Въртящи се спирали
Сигналите, които се появяват като въртящи се спирали от мозъчни вълни през външния слой на мозъка, са открити при сканиране на мозъка. Направен е функционален магнитен резонанс (fMRI) на млади и възрастни. Сигналите се появяват както когато са почивали, така и когато са изпълнявали задачи.
Точната цел на тези вихри е неизвестна. Но техните откриватели смятат, че спиралните сигнали могат да се използват за свързване на различни части на мозъка. Както и за по-бърза обработка на информацията. Тези вихри може дори да бъдат увредени от мозъчни заболявания като деменция. Могат и да послужат като вдъхновение за напреднали компютри, които емулират сложните процеси на човешкия ум. Изследователите публикуваха своите открития на 15 юни в списанието Nature Human Behaviour.
„Подобно на вихрите действащи при турбуленция, спиралите участват в сложни взаимодействия. Те играят решаваща роля в организирането на сложните дейности на мозъка.“ Това каза Пулин Гонг, доцент по физика в университета в Сидни, в изявление. „Сложните взаимодействия между множество съвместно съществуващи спирали биха могли да позволят невронните изчисления да се провеждат по разпределен и паралелен начин. Това води до забележителна изчислителна ефективност.“
Вихър в кората
Набръчканият, най-външен слой на мозъка – известен като мозъчната кора – управлява много от най-сложните задачи на ума. Това са памет, внимание, език, възприятие и дори самото съзнание. Много неврологични заболявания, като болестта на Алцхаймер и церебрална парализа, засягат кората.
Точната функция на спиралите е мистерия, но след като анализирали турбулентните модели, учените смятат, че вихрите могат да действат като мостове за комуникация в мозъка. Тези сигнали свързват отделни региони в мрежи, понякога дори пътувайки през кората. Учените възлагат на участниците задачи, докато са били сканирани. Изследваните решавали математически задачи или слушали история. Изследователите наблюдавали как спиралите превключват посоките си от посоката на часовниковата стрелка към посоката, обратна на часовниковата стрелка, в различни региони на мозъка. Улика, че вихрите може да координират мозъчната дейност чрез динамични ротационни промени.
Ключова характеристика
„Една ключова характеристика на тези мозъчни спирали е, че те често се появяват на границите, които разделят различни функционални мрежи в мозъка.“ Това казва в изявлението първият автор Йебен Ксу, докторант по физика в университета в Сидни. „В нашето изследване наблюдавахме, че тези взаимодействащи мозъчни спирали позволяват гъвкаво преконфигуриране на мозъчната дейност по време на различни задачи. Например такива, включващи обработка на естествен език и работна памет, което те постигат чрез промяна на посоките на въртене.“
И все пак невронауката основно игнорира самата кора. Вместо това традиционно се фокусира върху връзките и взаимодействията между невроните (нервните клетки на мозъка), за да определи как функционира набръчканият орган. За да изследват дейността, протичаща в кората на главния мозък, учените са направили fMRI сканирания на 100 здрави възрастни на възраст между 22 и 35 години. Мистериозните спирали, сложни модели на мозъчни вълни с различни размери, които се въртят около централни точки, присъстват във всеки.
Изследователите казаха, че тяхното проучване трябва да насърчи промяната в невронаучните изследвания към по-мащабни явления в мозъка. В крайна сметка мозъчните процеси в различни мащаби могат да бъдат събрани заедно, за да се получи по-пълна картина на това как функционира умът.
Гонг казва, че научаването на повече за сложната работа на нашия мозък също може да има потенциала „да усъвършенства мощни изчислителни машини, вдъхновени от сложната работа на човешкия мозък“.
„Чрез разкриването на мистериите на мозъчната дейност и разкриването на механизмите, управляващи нейната координация, ние се приближаваме към отключването на пълния потенциал за разбиране на познанието и мозъчната функция“, каза Гонг.
ПОЧЕТЕ ОЩЕ: Прилив на активност, открит в мозъците на умиращи хора
