Благодаря передовым технологиям нейровизуализации, ученые из Массачусетского технологического института (MIT) совершили очередной прорыв в понимании структуры и функций коры головного мозга. Используя функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ), они отслеживали нейронную активность испытуемых во время просмотра популярных художественных фильмов, что позволило им выявить 24 взаимосвязанные зоны мозга, отвечающие за различные когнитивные и поведенческие функции.
При упоминании мозга на ум чаще всего приходит его кора — покрывающий мозг внешний слой с многочисленными складками. Обычно ученые выделяют четыре основные доли коры, каждая из которых отвечает за обработку определенных видов информации. Но внутри каждой доли находятся сложные сети, выполняющие конкретные задачи. Ранее попытки исследовать такие сети проходили на фоне расслабленного состояния участников, что позволяло выявить сеть, которая активна в моменты блуждания мыслей. Однако другие важные нейронные сети при таком подходе оставались незатронутыми.
Команда MIT, совместно с коллегами из Кембриджского университета, канадского университета Макгилла и Google Brain (ныне известного как DeepMind), проанализировала снимки мозга 176 участников, которые проходили фМРТ во время просмотра различных фильмов. Эти данные стали частью проекта Human Connectome Project, в рамках которого изучалась мозговая активность здоровых людей, наблюдающих отрывки из фильмов, таких как "Начало" и "Один дома". С помощью алгоритмов машинного обучения команда проанализировала активность каждой области коры.
Создана трехмерная карта 24 отдельных сетей коры головного мозга, проиллюстрированная кадрами из фильмов, показанных в рамках проекта Human Connectome Project. Изображение: Rajimehr et al, Neuron/DOI 10.1016/j.neuron.2024.10.005
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Neuron, анализ выявил 24 отдельные сети коры головного мозга, каждая из которых имеет свой уникальный паттерн активности и специализированные функции. Одни из них отвечают за социальные навыки, например, за восприятие речи и распознавание лиц. Другие обрабатывают неязыковые звуки, планируют движения или идентифицируют неодушевленные предметы. Три сети связаны с "исполнительным контролем" — системой мозга, отвечающей за планирование и выполнение целенаправленных действий. Эти сети взаимодействуют с другими, как своеобразные рычаги, активируя нужные зоны при просмотре определенных сцен фильма.
По словам Раджимера, этот инновационный подход, при котором мозг изучается в "естественных условиях" восприятия кинематографического контента, позволяет гораздо лучше понять, как различные функциональные зоны коры головного мозга работают сообща в реальной жизни.
Дальнейшие исследования будут направлены на изучение того, как возраст, личный опыт и наличие неврологических или психиатрических заболеваний влияют на работу этих 24 сетей. Это открывает новые перспективы для диагностики и лечения различных расстройств, а также для понимания фундаментальных принципов работы человеческого мозга. Понимание сложных взаимодействий между нейронными сетями может привести к разработке новых методов реабилитации после травм головного мозга и улучшения когнитивных функций.
