Текст опубликован в личном блоге и его автор не имеет отношения к администрации сайта
Мозг каждого человека состоит из множества взаимосвязанных между собой нервных клеток, которые представляют собой своеобразную биологическую карту сознания. Ученые называют эту карту "коннектомом". Энрико Амико, нейробиолог из Швейцарского федерального технологического института Лозанны в Швейцарии (EPFL), в интервью The Daily Beast рассказал, что он сравнивает ее с отпечатками пальцев, потому что не существует двух одинаковых коннектомов.
Но в отличие от настоящих отпечатков пальцев, отпечатки, связанные с коннектомами головного мозга, не являются полностью статичными - они постоянно меняются и флуктуируют с течением времени. В этом и заключается главный смысл нового исследования, опубликованного в пятницу в журнале Science Advances. Результаты новой работы могут помочь ученым лучше понять, почему те или иные участки мозга у разных людей формируются и ведут себя по-разному. В будущем изучение особенностей коннектома может даже стать средством раннего предупреждения нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона.
Лишь совсем недавно, благодаря инновационным методам изучения результатов магнитно-резонансной томографии, ученым удалось составить карту и сделать измерения коннектома. "В этой информации хранится "отпечаток пальца", который позволяет нам отличить один мой мозг от другого", - объясняет Амико.
Предыдущие исследования обнаружили, что если проводить МРТ, с разницей в несколько дней, то по первому снимку можно определить, чей результат мозговой активности отображен на втором снимке, даже при отсутствии другой идентифицирующей информации. При этом точность составила примерно 95 процентов. По сути, это подтвердило существование отпечатка коннектома - измеряемых характеристик коннектома, позволяющих однозначно определить личность человека.
"Это невероятное открытие породило в моей голове множество вопросов", - говорит Амико. "В какой момент начинают формироваться "отпечатки пальцев" мозга? Это происходит через пять секунд, 10 секунд? Дольше? А что если отпечатки разных участков мозга появляются в разные моменты времени? Никто не мог ответить на этот вопрос".
Последнее исследование позволило Амико и его коллегам найти ответы на некоторые вопросы. Постепенно сокращая время сканирования, они обнаружили, что определить индивидуальный "рисунок" коннектома можно всего за одну минуту 40 секунд. Это связано с кратковременными "всплесками" активности мозга, которые ассоциируются с деятельностью идентифицируемых нейронов.
И что самое интересное - разные участки мозга участвуют в формировании отпечатка в разное время. В областях, связанных с более примитивными функциями, (например, в подкорке, отвечающей за сенсорное восприятие), признаки отпечатка мозга проявляются быстрее. Затем информация поступает из областей, связанных с более сложными когнитивными механизмами.
В будущем исследователи планируют использовать свое открытие для сравнения "отпечатков" коннектомов у здоровых людей и пациентов с нейродегенеративными заболеваниями. Команда считает, что при развитии неврологических заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, особенности "отпечатка "мозга стираются. Это происходит из-за разрушения нейронных связей и разрыва синапсов. Понимание этих процессов позволит ученым диагностировать опасные заболевания на самых ранних стадиях.
"Процесс изучения отпечатков мозга только начался, и его потенциал безграничен", - говорит Амико. "Это лишь один маленький шаг к пониманию того, что именно делает наш мозг уникальным".
Источники: Science Advances, Wikipedia
(https://dx.doi.org/eabj0751)
(https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj0751)
(https://en.wikipedia.org/wiki/Brain_fingerprinting)