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 PLoS Biology.
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.

Роман Фишман