Новаторское исследование, опубликованное на arXiv, показывает, что пространственная организация мозга становится менее сложной с возрастом и при развитии деменции. Ученые из Польши разработали новый метод, названный Мультифрактальный анализ пространственно-заполняющей кривой (MFSCA), для анализа МРТ-снимков и обнаружили четкий переход от мультифрактальных (сложных, неоднородных) к монофрактальным (простым, однородным) паттернам в мозге.
Исследование
Под руководством Марты Лотки, Яцека Грелы, Збигнева Дрогоша, Ереми К. Охаба и Павла Осьвенцимки команда проанализировала данные МРТ пациентов с болезнью Альцгеймера на разных стадиях деменции и здоровых контрольных групп разного возраста. Они применили MFSCA, который проецирует 3D-изображения мозга на 1D-сигнал с использованием фрактальной пространственно-заполняющей кривой, сохраняя локальную и дальнюю организацию. Затем метод количественно оценивает мультифрактальность — меру сложности пространственных корреляций.
Результаты были поразительными: здоровые молодые мозги демонстрировали сильную мультифрактальность, указывающую на богатую, неоднородную структуру. Но у пожилых здоровых контрольных групп мультифрактальность значительно ослабевала, приближаясь к монофрактальности. Аналогично, пациенты с деменцией на ранних стадиях (легкие когнитивные нарушения) имели меньшую мультифрактальность, чем контрольная группа того же возраста, а у пациентов с запущенной деменцией наблюдалась еще большая потеря. Переход от мультифрактального к монофрактальному наблюдался как в возрастных группах (молодые vs. пожилые контроля), так и на стадиях заболевания (ранняя деменция vs. легкие когнитивные нарушения).
Почему это важно
Эти результаты позволяют предположить, что пространственная организация мозга ухудшается с возрастом и деменцией, теряя свою сложную, неоднородную структуру и становясь более хаотичной. Степень мультифрактальности может служить неинвазивным биомаркером нейродегенеративных изменений. Для всех, кому интересно здоровье мозга, это исследование подчеркивает, что когнитивное ухудшение может быть связано с потерей структурной сложности — что можно измерить еще до появления симптомов.
Что вы можете сделать
Хотя это раннее исследование, защита сложности вашего мозга может включать поддержание умственной активности, физические упражнения и поддержание социальных связей. Занимайтесь разнообразными когнитивными задачами — головоломками, изучением новых навыков — чтобы стимулировать разнообразные нейронные сети. Следите за будущими исследованиями, связывающими мультифрактальность с факторами образа жизни.
Источник: arXiv q-bio.NC
Интересуетесь своим мозгом? Пройдите наш бесплатный адаптивный IQ-тест или попробуйте 306 уровней тренировки мозга.
