04.02.2016
Редакция Naked Science

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.
15 октября
Илья Ведмеденко

Компания General Dynamics Land Systems представила макет наземного робота TRX, который выступит носителем беспилотников-камикадзе. Помимо них, он получил квадрокоптер.

Позавчера, 10:39
Александр Березин

Когда полвека назад гибель динозавров объяснили падением астероида, это вызвало массовое неприятие, длившееся десятилетия. Открытие кометы, взрыв которой принес тысячелетнее похолодание в начале голоцена, привело к спорам в научной среде, которые идут до сих пор. Теперь множеству атак подверглось и открытие астероида, уничтожившего Содом. Отчего многим исследователям так трудно поверить в астероидные взрывы и о каких узких местах в современной науке это может говорить?

15 октября
Ольга Иванова

Международная группа ученых пришла к выводу, что употребление жирных кислот, содержащихся в орехах, семенах, сое и растительном масле, снижает риск смерти от всех причин, в том числе от сердечно-сосудистых заболеваний.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

15 октября
Илья Ведмеденко

Компания General Dynamics Land Systems представила макет наземного робота TRX, который выступит носителем беспилотников-камикадзе. Помимо них, он получил квадрокоптер.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

22 сентября
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

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: