Новое исследование показывает, что коллективная динамика мозга — его так называемая критичность — не является однородной, а организована иерархически, отражая анатомическую структуру мозга. Исследователи из Бразилии и Австралии обнаружили, что признаки критичности систематически изменяются вдоль известной иерархии в зрительной коре и гиппокампе мыши, что обеспечивает прямую связь между нейронной активностью и архитектурой мозга.
Под руководством Густаво Г. Камбраины и коллег команда применила методы феноменологической ренормализационной группы к крупномасштабным данным нейронных спайков из зрительной коры и гиппокампа мыши. Они обнаружили, что показатели критичности, которые измеряют, насколько система близка к критической точке, варьируются вдоль анатомического градиента. Поразительно, но показатели, основанные на статических свойствах (например, распределении частоты разрядов), показали градиент в одном направлении, в то время как динамический показатель (связанный с временными корреляциями) был направлен в противоположную сторону. Эта зависимая от измерения организация предполагает более богатую структуру, чем считалось ранее.
Более того, когда мыши выполняли зрительную задачу, признаки критичности сильно модулировались, а корреляции между маркерами в разных областях мозга были достаточны для реконструкции анатомической иерархии исключительно на основе динамики. Показатели скейлинга следовали теоретически предсказанным соотношениям и совместно варьировались с иерархической позицией. Исследование, опубликованное на сервере препринтов arXiv, включало записи из зрительной системы мыши (области V1, LM, AL и др.) и гиппокампа в условиях покоя и выполнения задачи.
Почему это важно для вашего мозга? Эти результаты показывают, что способность вашего мозга работать вблизи критической точки — балансируя между порядком и хаосом для оптимальной обработки информации — не является однородной. Разные области могут быть настроены по-разному в зависимости от их роли в иерархии. Это может объяснить, почему некоторые когнитивные функции более устойчивы или гибки, чем другие. Понимание этой организации может в конечном итоге помочь в разработке тренировочных программ, нацеленных на конкретные иерархические уровни для улучшения когнитивных способностей.
Что вы можете сделать: Хотя вы не можете напрямую изменить критические показатели своего мозга, вы можете заниматься деятельностью, способствующей здоровой динамике мозга. Регулярные когнитивные задачи, осознанность и физические упражнения, как было показано, модулируют паттерны мозговой активности. Поддержание умственной активности может помочь сохранить благоприятное критическое состояние на всех иерархических уровнях.
Источник: arXiv q-bio.NC
Интересуетесь собственным мозгом? Пройдите наш бесплатный адаптивный IQ-тест или попробуйте 306 уровней тренировки мозга.
