Нове дослідження виявило, що колективна динаміка мозку — так звана критичність — не є однорідною, а організована ієрархічно, віддзеркалюючи анатомічну структуру мозку. Дослідники з Бразилії та Австралії з'ясували, що ознаки критичності систематично змінюються вздовж відомої ієрархії в зоровій корі та гіпокампі мишей, встановлюючи прямий зв'язок між нейронною активністю та архітектурою мозку.
Під керівництвом Густаво Г. Камбрайнга та колег команда застосувала методи феноменологічної ренормалізаційної групи до великомасштабних даних нейронних спайків зорової кори та гіпокампу мишей. Вони виявили, що показники критичності, які вимірюють, наскільки система близька до критичної точки, змінюються вздовж анатомічного градієнта. Вражаюче, але показники, засновані на статичних властивостях (наприклад, розподіли частоти спайків), демонстрували градієнт в одному напрямку, тоді як динамічний показник (пов'язаний з часовими кореляціями) вказував у протилежному напрямку. Така організація, залежна від вимірювання, свідчить про більш багату структуру, ніж вважалося раніше.
Більше того, коли миші виконували зорове завдання, сигнатури критичності сильно модулювалися, а кореляції між маркерами в різних ділянках мозку були достатніми для відтворення анатомічної ієрархії лише на основі динаміки. Показники масштабування слідували теоретично передбаченим співвідношенням і змінювалися залежно від ієрархічного положення. Дослідження, опубліковане на сервері препринтів arXiv, включало записи зорової системи мишей (ділянки V1, LM, AL тощо) та гіпокампу під час спокою та виконання завдання.
Чому це важливо для вашого мозку? Ці результати свідчать про те, що здатність вашого мозку працювати поблизу критичної точки — балансуючи між порядком і хаосом для оптимальної обробки інформації — не є однорідною. Різні ділянки можуть бути налаштовані по-різному залежно від їх ролі в ієрархії. Це може пояснити, чому деякі когнітивні функції є більш стійкими або гнучкими, ніж інші. Розуміння цієї організації може з часом допомогти розробити програми тренувань, які впливають на конкретні ієрархічні рівні для покращення когнітивних здібностей.
Що ви можете зробити: Хоча ви не можете безпосередньо змінити показники критичності свого мозку, ви можете займатися діяльністю, яка сприяє здоровій динаміці мозку. Регулярні когнітивні виклики, уважність та фізичні вправи, як було показано, модулюють патерни мозкової активності. Підтримка розумової активності може допомогти зберегти сприятливий критичний стан на всіх ієрархічних рівнях.
Джерело: arXiv q-bio.NC
Цікавитесь власним мозком? Пройдіть наш безкоштовний адаптивний IQ-тест або спробуйте 306 рівнів тренування мозку.
