Brain Imaging pomáhá mapovat způsob, jakým myslíme
Lidský mozek je extrémně komplikovaný orgán s mnoha tajemstvími. Aby vědci lépe porozuměli tomu, jak mozek vytváří a řídí myšlenky, převedli strukturní zobrazovací systémy mozku na „schémata zapojení“ spojení mezi oblastmi mozku.
Tři vědci z University of California Santa Barbara Department of Psychological & Brain Sciences (UCSB) - Michael Miller, Scott Grafton a Matt Cieslak - použili strukturu neuronových sítí k osvojení základních pravidel, která určují, které části mozku jsou nejvíce schopné vykonávat kognitivní kontrolu nad myšlenkami a činy.
Tato studie je první, která poskytuje mechanické vysvětlení toho, jak frontální kůra ovládá biliony jednotlivých neuronů, které lidem umožňují soustředit se na jeden úkol nebo přejít na radikálně odlišný úkol.
Zjištění se objevují v časopise Příroda komunikace.
"Jednotlivé oblasti vašeho mozku jsou náchylné k ovládání vašich myšlenek na základě toho, kde leží ve vztahu k jiným oblastem," řekl Miller, profesor psychologie UCSB a spoluautor článku.
"Regiony na předměstí mohou provádět velmi specifický druh kontroly." Mohou přesunout systém do vzdálených států, jako je přechod z práce ve vaší práci na hraní se svými dětmi. “
Tento nový výzkum spojuje špičkové neurovědy s rozvíjející se oblastí síťové vědy, která se často používá ke studiu sociálních systémů.
Aplikováním teorie řízení - pole tradičně používaného ke studiu elektrických a mechanických systémů - vědci ukazují, že pobyt na okraji mozku je nezbytný pro to, aby frontální kůra dynamicky řídila směr myšlenek a cílené chování.
"Potřebujeme základní teorii toho, jak se mozek ovládá sám, a abychom se tam dostali, navrhujeme zacházet s mozkem jako s inženýrským systémem," řekla hlavní autorka Danielle Bassett, odborná asistentka pro inovace na University of Pennsylvania School of Engineering and Applied Věda.
„Kognitivní kontrola je hodně jako technická kontrola: Dynamiku systému modelujete určením klíčových bodů; pokud zatlačím na jeden kus nebo zatáhnu za tuto páku, mohu nabídnout předpověď toho, jak to ovlivní ostatní části sítě. “
Aplikováním rovnic teorie řízení na schémata zapojení generovaná ze skenů mozku vědci prokázali, že geografické a funkční rozdíly mezi oblastmi mozku jsou propojeny.
I když analýza nedokáže říci, zda se nejprve vyvinula poloha frontální kůry nebo její role, naznačuje to, že část schopnosti frontální kůry ovládat výkonnou funkci závisí na její vzdálenosti od ostatních částí mozkové sítě.
„Tato studie ohlašuje novou vlnu síťových věd založenou na přísné teorii řízení,“ řekl spoluautor Grafton, ředitel Centra pro mozek v UCSB.
"Když se použijí na nejmodernější data zobrazování mozku, začneme vidět některé z kompromisů, které jsou vlastní architektuře mozkových spojení."
Regiony, které jsou nejvíce propojeny - a proto jsou více interní v síti - jsou velmi dobré v přemisťování mozku do blízkých států - například od psaní někomu e-mailu po mluvení s touto osobou na telefonu.
"Co je obzvláště zajímavé, když se podíváme na to, kde jsou tyto vnitřní uzly, jsou všechny v regionech" výchozího režimu ", což jsou regiony, které jsou aktivní, když odpočíváte," řekl Bassett. "To dává smysl, protože kdybyste navrhovali optimální systém, chtěli byste jeho základní linii umístit tak, aby se snadno dostal na většinu míst, kam musí jít."
Podle spoluautora Cieslaka je tento typ holistického chápání vztahu mezi polohami oblastí mozku a jejich rolemi nezbytný pro přizpůsobení lepší léčby lidem, kteří kvůli nemoci nebo úrazu přišli o výkonnou funkci.
Cieslak věří, že toto základní pochopení toho, jak mozek řídí svou činnost, by mohlo pomoci vést k lepším intervencím pro zdravotní stavy spojené se sníženou kognitivní kontrolou, jako je autismus, schizofrenie nebo demence.
Zdroj: Kalifornská univerzita, Santa Barbara / EurekAlert
