Нове дослідження, опубліковане на arXiv, показує, що просторова організація мозку стає менш складною з віком та при розвитку деменції. Дослідники з Польщі розробили новий метод під назвою Multifractal Space-filling Curve Analysis (MFSCA) для аналізу МРТ-знімків і виявили чіткий перехід від мультифрактальних (складних, неоднорідних) до монофрактальних (простих, однорідних) патернів у мозку.
Дослідження
Під керівництвом Марти Лотки, Яцека Грелі, Збігнєва Дрогоша, Єремі К. Охаба та Павела Осьвенцімки команда проаналізувала МРТ-дані пацієнтів із хворобою Альцгеймера на різних стадіях деменції та здорових контролів різного віку. Вони застосували MFSCA, який проєктує 3D-зображення мозку на 1D-сигнал за допомогою фрактальної кривої, що заповнює простір, зберігаючи локальну та далекосяжну організацію. Потім метод кількісно визначає мультифрактальність — міру складності просторових кореляцій.
Результати були вражаючими: здоровий молодий мозок демонстрував сильну мультифрактальність, що вказує на багату, неоднорідну структуру. Але у літніх здорових контролів мультифрактальність значно послабилася, наближаючись до монофрактальності. Так само пацієнти з деменцією на ранніх стадіях (легкі когнітивні порушення) мали меншу мультифрактальність, ніж контролі того ж віку, а ті, хто мав запущену деменцію, показали ще більшу втрату. Перехід від мультифрактального до монофрактального спостерігався як між віковими групами (молоді проти літніх контролів), так і між стадіями захворювання (рання деменція проти легких когнітивних порушень).
Чому це важливо
Ці результати свідчать про те, що просторова організація мозку погіршується з віком та при деменції, втрачаючи свою складну, неоднорідну структуру та стаючи більш випадковою. Ступінь мультифрактальності може служити неінвазивним біомаркером нейродегенеративних змін. Для тих, хто цікавиться здоров'ям мозку, це дослідження підкреслює, що когнітивний спад може бути пов'язаний із втратою структурної складності — щось, що можна виміряти ще до появи симптомів.
Що ви можете зробити
Хоча це раннє дослідження, захист складності вашого мозку може включати підтримку розумової активності, фізичні вправи та підтримку соціальних зв'язків. Займайтеся різноманітними когнітивними викликами — головоломками, вивченням нових навичок — щоб стимулювати різні нейронні мережі. Слідкуйте за майбутніми дослідженнями, що пов'язують мультифрактальність із факторами способу життя.
Джерело: arXiv q-bio.NC
Цікавитесь своїм мозком? Пройдіть наш безкоштовний адаптивний IQ-тест або спробуйте 306 рівнів тренування мозку.
