Smadzeņu attēlveidošana palīdz kartēt mūsu domāšanas veidu
Cilvēka smadzenes ir ārkārtīgi sarežģīts orgāns ar daudziem noslēpumiem. Lai uzlabotu izpratni par to, kā smadzenes rada un kontrolē domas, pētnieki ir pārveidojuši smadzeņu strukturālās attēlveidošanas sistēmas par savienojuma shēmām starp smadzeņu reģioniem.
Trīs pētnieki no Kalifornijas universitātes Santabarbaras Psiholoģisko un smadzeņu zinātņu katedras (UCSB) - Maikls Millers, Skots Graftons un Mets Cieslaks - izmantoja neironu tīklu struktūru, lai uzzinātu pamatnoteikumus, kas nosaka, kuras smadzeņu daļas spēj visvairāk izdarīt kognitīvu kontroli pār domām un darbībām.
Šis pētījums ir pirmais, kas sniedz mehānisku skaidrojumu tam, kā frontālā garoza kontrolē triljonus atsevišķu neironu, kas ļauj cilvēkiem koncentrēties uz vienu uzdevumu vai pāriet uz radikāli atšķirīgu.
Atzinumi parādās žurnālā Dabas komunikācijas.
"Atsevišķi jūsu smadzeņu reģioni ir predisponēti kontrolēt jūsu domas, pamatojoties uz to atrašanās vietu attiecībā pret citiem reģioniem," sacīja Millers, UCSB psiholoģijas profesors un līdzautors.
“Reģioni“ nomalē ”var veikt ļoti specifisku kontroli. Viņi var pārvietot sistēmu uz attāliem štatiem, piemēram, pāriet no darba savā darbā uz spēlēšanu ar bērniem. ”
Šis jaunais pētījums apvieno visprogresīvāko neirozinātni ar topošo tīkla zinātnes jomu, ko bieži izmanto sociālo sistēmu izpētei.
Pielietojot vadības teoriju - lauku, ko tradicionāli izmanto elektrisko un mehānisko sistēmu izpētei - pētnieki parāda, ka atrašanās smadzeņu nomalē ir nepieciešama, lai frontālā garoza dinamiski kontrolētu domu virzienu un mērķtiecīgu uzvedību.
"Mums ir nepieciešama pamata teorija par to, kā smadzenes kontrolē sevi, un, lai tur nokļūtu, mēs iesakām izturēties pret smadzenēm kā pret inženierijas sistēmu," sacīja vecākā autore Danielle Bassett, Pensilvānijas Universitātes Inženierzinātņu un lietišķās skolas inovāciju docente Zinātne.
“Kognitīvā kontrole ir ļoti līdzīga inženiertehniskajai kontrolei: jūs modelējat sistēmas dinamiku, identificējot galvenos punktus; ja piespiežu šo vienu gabalu vai pavelku šo sviru, varu piedāvāt prognozi, kā tas ietekmēs citas tīkla daļas. "
Pielietojot vadības teorijas vienādojumus elektroinstalācijas diagrammām, kas iegūtas no smadzeņu skenēšanas, pētnieki parādīja, ka ģeogrāfiskās un funkcionālās atšķirības starp smadzeņu reģioniem ir saistītas.
Lai gan analīze nevar pateikt, vai frontālās garozas atrašanās vieta vai loma ir attīstījusies vispirms, tā liek domāt, ka daļa frontālās garozas spēju kontrolēt izpildfunkciju ir atkarīga no tā attāluma no citām smadzeņu tīkla daļām.
"Šis pētījums vēsta par jaunu tīkla zinātnes vilni, kura pamatā ir stingra kontroles teorija," sacīja līdzautors Graftons, UCSB smadzeņu attēlveidošanas centra direktors.
"Lietojot jaunākajiem smadzeņu attēlveidošanas datiem, mēs sākam redzēt dažus dizaina kompromisus, kas raksturīgi smadzeņu savienojumu arhitektūrai."
Reģioni, kas ir visvairāk saistīti - un tāpēc tie ir tīkla iekšējie - ļoti labi spēj pārvietot smadzenes uz tuvējiem stāvokļiem - piemēram, no kāda e-pasta rakstīšanas līdz sarunai ar šo personu pa tālruni.
"Kas ir īpaši interesanti, ja mēs paskatāmies, kur atrodas šie iekšējie mezgli, tie visi atrodas" noklusējuma režīma "reģionos, kas ir reģioni, kas ir aktīvi, kad jūs atpūšaties," sacīja Basets. "Tam ir jēga, jo, ja jūs projektētu optimālu sistēmu, jūs vēlētos ievietot tās sākotnējo līmeni tā, lai tas varētu nokļūt lielākajā daļā vietu, kur tai diezgan viegli jāiet."
Pēc līdzautora Cieslaka domām, šāda veida holistiska izpratne par attiecībām starp smadzeņu reģionu atrašanās vietām un to lomām ir nepieciešama, lai pielāgotu labāku ārstēšanu cilvēkiem, kuri slimības vai traumas dēļ ir zaudējuši izpildvaras funkciju.
Cieslaks uzskata, ka šī fundamentālā izpratne par to, kā smadzenes kontrolē savu darbību, varētu palīdzēt labāk iejaukties medicīniskos apstākļos, kas saistīti ar samazinātu kognitīvo kontroli, piemēram, autismu, šizofrēniju vai demenci.
Avots: Kalifornijas Universitāte, Santabarbara / EurekAlert
