• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
04.02.2016
Редакция Naked Science
387

Колебания электрической активности спокойного мозга оказались гармоническими

Сложная работа головного мозга определяется базовыми законами гармонии. В покое паттерны активности нейронов связаны с анатомической формой мозга так же, как звуки музыки – с формой музыкального инструмента.

Untitled
©Wikipedia

Одной из интересных особенностей головного мозга высокоразвитых млекопитающих (и прежде всего человека) являются характерные колебания активности, охватывающие разные группы нейронов, «вспыхивающие» и «гаснущие» с определенной частотой. Эти спонтанные колебания особенно заметны в коре больших полушарий и проявляются даже в состоянии покоя в отсутствие внешних раздражителей, когда, казалось бы, никакой активности от коры и не требуется. 
 
Показано, что форма и структура возбуждающихся «колебательных контуров» связана со структурой взаимосвязей между функционально-анатомическими частями мозга. Но в остальном они могут показаться полнейшим хаосом, игрой случайности. «До сих пор неясно, отчего и как проявляются эти паттерны спонтанной активности, пока человек ничем не занят, ни о чем не думает, не решает никакой задачи, а просто лежит в томографе», – говорит профессор австралийского Университета Нового Южного Уэльса Джоэль Пирсон (Joel Pearson). 
 
В статье, опубликованной журналом Nature Communications, Пирсон и его коллеги рассказывают, что с помощью магнитно-резонансной (МРТ) и диффузной (дМРТ) томографии они составили трехмерные карты головного мозга десятерых подопытных, находившихся в спокойном и расслабленном состоянии. МРТ дала возможность в деталях увидеть строение «серого вещества» коры больших полушарий, а дМРТ позволила составить карту взаимосвязей между лежащими под ней нейронами «белого вещества». 
 
Данные о структуре и активности мозга каждого подопытного ученые рассмотрели в рамках математики, которая вырастает из классического уравнения Лапласа и описывает гармонические колебания. Им удалось показать, что если рассматривать мозг в целом, как систему, имеющую набор связанных друг с другом частей и определенную форму, то его можно описать с помощью законов гармонии, так что колебания активности нейронов будут «резонировать» в разных частях этого «инструмента». 
 
«Форма мозга для этих колебаний так же важна, как и форма деки скрипки Страдивари важна для выражения звука колеблющихся струн, – добавляет Джоэль Пирсон. – Активность нейронов «резонирует» в структурах мозга, создавая колебания активности, которые мы наблюдаем». 
 
Гармония, простейшие законы которой некогда легли в основу древнегреческой математики, кажется, может оказаться всеобъемлющим законом природы. Те же принципы, что проявляют себя во многих аспектах поведения звука и света, электричества и магнетизма, гидродинамики и небесной механики и даже определяют формирование пятен на шкуре леопарда, – та же гармония «звучит» и в колебаниях спонтанной активности нейронов коры нашего мозга.
 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
2 февраля
Сергей Васильев

Считается, что неандертальцы жили в коллективах максимум в пару десятков особей. Однако на их стоянках обнаруживают останки исключительно крупных животных, добыть и съесть которых можно только командой, насчитывающей сотни человек.

9 часов назад
Анна Новиковская

Хорошо известно, что восприятие времени меняется с возрастом, и теперь венгерские исследователи смогли разобраться, почему это происходит.

11 часов назад
Анна Новиковская

В черных дырах заключено множество тайн, и теперь астрономам удалось раскрыть одну из них: почему раскаленные диски вокруг них иногда мерцают.

1 февраля
Сергей Васильев

Американский стартап, занятый возвращением к жизни вымерших животных, объявил о начале работы с додо — почти легендарными птицами, которых люди перебили еще несколько веков назад.

2 февраля
Сергей Васильев

Считается, что неандертальцы жили в коллективах максимум в пару десятков особей. Однако на их стоянках обнаруживают останки исключительно крупных животных, добыть и съесть которых можно только командой, насчитывающей сотни человек.

1 февраля
Мария Азарова

Правильная интерпретация взаимодействий между кошками — важная составляющая благополучия проживающих в семьях животных. Однако многие владельцы все время сталкиваются с проблемой: как отличить игру питомцев от агонистического поведения?

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

5 января
Александра Медведева

Биологи показали, что нейронные сети гиппокампа, ответственные за пространственное восприятие, изменяются не линейным образом, а в соответствии с гиперболической геометрией. То есть мозг представляет пространство в форме расширяющихся песочных часов. Результаты исследования могут иметь значение для лучшего понимания различных нейродегенеративных расстройств.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: