Ученые обнаружили «вращающиеся, подобные спиралям» сигналы в мозге, которые, по их мнению, играют важную роль в когнитивной обработке информации. Хотя это открытие в первую очередь будет полезно в неврологических исследованиях, они считают, что оно также поспособствует разработке более мощных вычислительных методов, моделирующих человеческий мозг.
В состав исследовательской группы входят ученые из австралийского университета в Сиднее и китайского университета в Фудане. Вместе они изучали мозг 100 молодых людей с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), которая позволяет им отслеживать и измерять активность мозга неинвазивным способом. Они заметили несколько спиралевидных узоров, которые теперь называются «мозговыми спиралями». Они распространяются по коре головного мозга как во время покоя, так и в когнитивном состоянии (то есть в процессе изучения информации). Расположение спиралей на самом внешнем слое мозга заинтересовало исследователей и побудило к дальнейшим исследованиям.
Внимательно изучив отдельные спирали мозга, команда обнаружила, что эти сигналы вращаются вокруг центральных точек, известных как фазовые сингулярности. В результате получается вращающаяся спираль, которая крутится вокруг одной точки. Считается, что спирали сами по себе помогают мозгу организовывать когнитивные задачи. Но вместе они могут помочь проводить нейронные процессы "распределенным и параллельным образом, обеспечивая высокую вычислительную эффективность", - сообщил соавтор исследования Пулин Гонг журналу SciTechDaily. В зависимости от того, где расположены спирали и вокруг каких фазовых сингулярностей они вращаются, они могут отвечать за разные нейрологические сети.
Комната управления фМРТ.
Считается, что некоторые из них даже выполняют функцию мостов между несколькими сетями. В ходе исследования команда заметила, что спирали мозга имеют тенденцию распространяться вблизи границ функциональных сетей коры мозга. Одна часть коры отвечает за языковую обработку, другие доли отвечают за принятие решений, визуальную обработку, эмоциональный контроль и другие важные задачи. Судя по склонности мозговых спиралей появляться вблизи краев каждой доли, они могут отвечать за объединение определенных когнитивных задач.
Для подтверждения всех функций мозговых спиралей потребуются дополнительные исследования. Однако на данный момент открытие мозговых спиралей является сильным стимулом для новых исследований этого явления, которое лежит в основе снижения когнитивных функций: если спирали помогают связать когнитивные задачи, они могут сыграть роль в болезни Альцгеймера и других формах деменции. Идентификация жизненно важного сигнала мозга также поможет в разработке «мозгоподобных» вычислительных устройств.
