На карту мозга нанесли сотню новых функциональных участков

Составлена обновленная – и самая детальная на сегодняшний день – карта коры головного мозга. Использование алгоритмов машинного обучения позволило идентифицировать на ней 180 структурных участков, вовлеченных в выполнение различных функций, включая 97 прежде неизвестных. Отчет о работе публикует журнал Nature.
Начиная с XIX века физиологи продемонстрировали, что в коре больших полушарий можно выявить отдельные области, которые реализуют те или иные функции головного мозга – такие как область Вернике и центр Брока, вовлеченные в работу речи. К настоящему моменту идентифицированы десятки таких участков. Однако дальнейшая работа осложняется отсутствием у них четко определенных визуальных границ: нейроны этих областей объединены не столько по расположению, сколько взаимосвязями, которые могут распространяться очень сложным образом. Наконец, функции той или иной небольшой области могут быть вовсе неизвестными.

Поэтому Дэвид Ван Эссен (David Van Essen) и его коллеги из Медицинской школы Университета Дж. Вашингтона обратились к помощи современных алгоритмов машинного обучения. Авторы использовали результаты, полученные в ходе реализации проекта по установлению полной «карты» структурных взаимосвязей мозга «Коннектом человека» (Human Connectome Project, HCP). Были получены данные мультимодальной магнитной томографии головного мозга 210 здоровых подопытных обоих полов, выполнявших простые задания.
Эта информация обрабатывалась полуавтоматической системой, разработанной оксфордскими исследователями во главе со Стивеном Смитом (Stephen Smith). Алгоритм учитывал характер совместной активации нейронов, гистологические и анатомические особенности: локальную толщину коры и миелинизацию волокон, плотность расположения нейронов и т.д. Он был обучен распознавать и картировать структурно-функциональные участки на множестве томографических снимков.
В общей сложности удалось идентифицировать 180 зон коры, из которых 83 уже были известны по предыдущим работам, а 97 – совершенно новые. Характер активации позволил указать на задачи, в которые вовлечены некоторых из них, однако функции большинства остаются невыясненными. Это, безусловно, станет задачей новых исследований.

Роман Фишман