Плотность ацетилхолиновых рецепторов варьируется в разных областях мозга, и это разнообразие определяет, как ведет себя весь мозг — от бодрствования до сна. Новое исследование с использованием платформы The Virtual Brain показывает, что включение этих молекулярных деталей улучшает способность модели воспроизводить реальную динамику мозга, включая локальные волны сна.
Исследование
Исследователи из Института биомедицинских исследований August Pi i Sunyer (IDIBAPS) и их коллеги создали полномасштабную модель мозга, которая включает подробные карты плотности мускариновых ацетилхолиновых рецепторов в 68 корковых областях. Они наложили эти карты на структурный коннектом мозга в рамках The Virtual Brain (TVB), платформы для симуляции с открытым исходным кодом. Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), сравнивало модели с однородной плотностью рецепторов и с реалистичной гетерогенностью.
При моделировании бодрствования и сна они обнаружили, что биологически реалистичная модель демонстрирует усиленную межрегиональную функциональную связность и улучшенный поток информации. Примечательно, что модель спонтанно порождала локальные медленные волны — сноподобные колебания в определенных областях, в то время как другие оставались бодрствующими, — явление, наблюдаемое в реальном мозге при депривации сна или вокруг очагов поражения. Эти результаты показывают, что нейромодуляторы, такие как ацетилхолин, оказывают специфическое для региона действие, зависящее от локальной архитектуры рецепторов.
Почему это важно
Это исследование соединяет микроскопическую молекулярную биологию и макроскопическую активность мозга, предлагая основу для понимания переходов между состояниями мозга. Для вас это означает, что реакция вашего мозга на химические вещества и сигналы не является однородной — она зависит от того, где эти рецепторы наиболее плотны. Это может объяснить, почему некоторые люди более чувствительны к определенным лекарствам или почему различаются паттерны сна. Это также дает основу для изучения расстройств сознания и очаговых повреждений мозга, потенциально приводя к более эффективным методам лечения.
Что вы можете сделать
Хотя вы не можете изменить плотность рецепторов, вы можете поддержать здоровье своего мозга. Уделяйте первостепенное внимание качественному сну, так как он помогает регулировать нейромедиаторные системы. Занимайтесь деятельностью, способствующей нейропластичности, такой как изучение новых навыков или регулярные физические упражнения. Оставайтесь любознательными об уникальной организации вашего мозга — понимание этого может помочь вам оптимизировать повседневные привычки.
Источник: Neuroscience News
Любопытно узнать свой мозг? Пройдите наш бесплатный адаптивный тест IQ или попробуйте 306 уровней тренировки мозга.
