• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
04.02.2016
Редакция Naked Science
422

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
Позавчера, 16:17
Андрей

Международная группа исследователей пересмотрела происхождение теплокровности, проанализировав вымерших предков амниот. Авторы изучили ранее не рассматривавшийся признак эндотермных организмов — маленькие эритроциты.

2 марта
Василий Парфенов

Генетический и изотопный анализ останков сразу из трех мезолитических захоронений помог разрешить пару важных загадок об устройстве общества, проживавшего в Европе 6700 лет назад. А все благодаря тому, что несколько женщин давным-давно питались рыбой — и теперь мы можем узнать подробности их сексуальной жизни.

Вчера, 14:47
Кирилл Отавин

Всеобщая и повальная цифровизация российского общества — уже не фантастика, а активный процесс нашей жизни, но любой прогресс дает стимул для развития одних и оставляет за бортом новой жизни других. И потому залог успеха цифровой трансформации состоит не только в выработке стратегии и практике внедрения технологий, но и в учете негативных последствий от этих действий. О том, что готовит нам цифровое будущее, влиянии новых технологий на нашу повседневную жизнь и президентские выборы в США, реакции людей на цифровой контроль и социальный рейтинг Naked Science рассказали Григорий Консон и Виталий Зотов, директор и главный научный сотрудник Учебно-научного центра гуманитарных и социальных наук МФТИ.  

1 марта
Юлия Трепалина

Первого марта в России отмечают День кошек. Это одни из самых популярных домашних животных, которые живут рядом с человеком уже порядка десяти тысяч лет. Несмотря на многовековое знакомство, в общении людей и кошек хватает неясностей. Так, французские ученые недавно выяснили, что почти в трети случаев знаки кошачьего неудовольствия толковались ошибочно.

Вчера, 14:35
Ольга Иванова

Международная группа исследователей проанализировала изменения, которые происходят в организме человека, если полностью исключить прием пищи в течение семи дней.

Позавчера, 16:17
Андрей

Международная группа исследователей пересмотрела происхождение теплокровности, проанализировав вымерших предков амниот. Авторы изучили ранее не рассматривавшийся признак эндотермных организмов — маленькие эритроциты.

20 февраля
Полина

В Российской академии наук завершили первый Большой словарь ударений, его издадут к концу года. Лингвисты собрали наиболее современные нормы произношения привычных слов и зафиксировали ударение для лексики, которая появилась в русском языке недавно.

15 февраля
Дарья Губина

Титан — самый органически богатый спутник с глобальным океаном в Солнечной системе. И все же, сопоставив строение его поверхности с интенсивностью падения метеоритов, ученые пришли к выводу, что в океане спутника Сатурна вряд ли хватает элементов для жизни.

22 февраля
РНФ

Ученые показали, что экстремальный подъем уровня Каспийского моря на десятки метров, произошедший 18-13 тысяч лет назад и получивший название «Великая Хвалынская трансгрессия», мог быть вызван, вопреки существующим гипотезам, не таянием ледника, а естественными изменениями палеоклимата. Оказалось, что из-за холодного климата того периода обширные территории, с которых собирали воду впадающие в Каспий реки, были покрыты многолетней мерзлотой. В результате массы дождевых и талых вод почти не впитывались в мерзлые грунты и стекали в море, испарение с поверхности которого было небольшим. Все эти факторы привели к повышению уровня Каспия и увеличению площади моря более чем вдвое по сравнению с современным. Полученные данные помогут уточнить представления о масштабе колебаний уровня Каспийского моря при изменении климата.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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: