Колебания электрической активности спокойного мозга оказались гармоническими — Naked Science
04.02.2016
5 минут
Редакция

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

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.
 

Позавчера, 19:02
5 минут
Полина Гершберг

Для женщин, которые хотят получить пользу от тренировок, важнее всего создать привычку.

Вчера, 13:30
2 минуты
Илья Ведмеденко

В результате крушения нового ударного вертолета Ми-28УБ погибли двое летчиков.

Вчера, 19:45
3 минуты
Денис Гордеев

Кандидатская диссертация станет обязательной для всех аспирантов.

Позавчера, 19:02
5 минут
Полина Гершберг

Для женщин, которые хотят получить пользу от тренировок, важнее всего создать привычку.

9 декабря
3 минуты
Денис Гордеев

Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.

Вчера, 13:30
2 минуты
Илья Ведмеденко

В результате крушения нового ударного вертолета Ми-28УБ погибли двое летчиков.

Позавчера, 19:02
5 минут
Полина Гершберг

Для женщин, которые хотят получить пользу от тренировок, важнее всего создать привычку.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

9 декабря
3 минуты
Денис Гордеев

Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: