Човешкият мозък, за разлика от този на животните, пренася информацията в паралелни потоци

Учени от Федералната политехническа школа в Лозана откриха, че само човешкият мозък прехвърля информацията по няколко паралелни канала, за разлика от макаците и мишките, при които информацията се предава само по един канал. Използвайки данните от ядрено-магнитната резонансна томография, изследователите създават „пътни карти“ на мозъка и анализират активирането на различни негови области по протежение на всеки от пътищата. Откритите паралелни „магистрали“ са уникални за всеки човешки индивид. Тези открития са от огромно значение за разбирането на еволюцията и функциите на мозъка.

Мозъчните сигнали се прехвърлят от източника към целта, създавайки полисинаптичен път, който пресича множество мозъчни области като път с много спирки по пътя. Структурните пътища на мозъчните връзки вече са наблюдавани и се основават на мрежи („пътища“) от нервни влакна. Учените са искали да проследят моделите на пренос на информация и да видят как става изпращането и получаването на различните съобщения. Те създали „карти на мозъчния трафик“, които могат да се сравняват между хората и другите бозайници.

За тази цел учените са използвали данните от дифузионно претеглена магнитно-резонансна томография (DW-MRI) и функционална магнитнорезонансна томография (fMRI) на хора, макаци и мишки, които са събрани, когато субектите са били будни и в покой. Сканирането на DW-MRI позволило на учените да реконструират „пътните карти“ на мозъка, докато сканирането на fMRI показало как се активират мозъчните области по всеки от тези „пътища“. Това показва, че тези така наречени пътища пренасят невронна информация.

Изследването показа, че в мозъците на животните информацията се предава по един-единствен канал или „път“, докато при хората има няколко паралелни канала между един и същ източник и целта. Освен това тези паралелни пътища са уникални като пръстовите отпечатъци и могат да се използват за идентифициране на хората. Тази паралелна обработка на данните в човешкия мозък досега бе само хипотетична и никога досега не бе наблюдавана на ниво цял мозък.

Учените отбелязват, че техният несложен модел би могъл да се използва в изследванията на еволюцията и компютърната невробиология. Откритията предполагат възможното увеличаване обема на човешкия мозък с течение на времето, което ще доведе до още по-сложни връзки в него.

Изследователите също така предполагат, че наличието на паралелни потоци от информация в мозъка може да отразява многобройните представи за реалността и способността за изпълнение на абстрактни функции, присъщи само на хората. Бъдещето моделиране на по-сложни мозъчни процеси ще покаже по какъв начин информацията се обработва и комбинира, за да се създадат нови представи и функции. Планирани са по-нататъшни изследвания в тази насока.

Авторите на статията планират да проучат дали паралелният пренос на информация може да повиши устойчивостта на мозъчните структури и да помогне при неврорехабилитацията след мозъчни увреждания или при предотвратяването на когнитивния упадък по време на стареенето.