Создана модель активности мозга в "стадии покоя"

Известно, что мозг человека работает даже тогда, когда его «хозяин» отдыхает. Нейробиологи Олаф Спорнс (Olaf Sporns) и Кристофер Хони (Christopher Honey) из университета штата Индиана, в соавторстве с учеными из Нидерландов и Австралии, провели моделирование активности мозга во время его «отдыха».

В стадии покоя активность мозга проявляется в виде «волн», имеющих очень изменчивый характер. По сообщению Physorg, в своей работе О. Спорнс и К. Хони исходили из предположения о том, что даже при отсутствии внешних стимулов в мозгу должны происходить очень важные процессы.

Масштабное компьютерное моделирование спонтанной активности мозга подопытных макак-резусов показало, что ее характер определяется «монтажной схемой» мозга – его нейроанатомией. Медленные, с периодом 5-10 секунд, колебания активности мозга, индуцируются быстрыми (с периодом несколько миллисекунд) хаотическими взаимодействиями между нейронами.

Модель нейробиологов показала, что стадия покоя коры головного мозга - отнюдь не стационарная система, но наоборот характеризуется сложной и взаимосвязанной временной структурой, функционирующей в разных временных масштабах и определяемой топологией мозга. Характер этой активности и ее индивидуальные особенности зависят, прежде всего, от тонких особенностей строения мозга.

Когда человек читает книгу или общается с друзьями, активность мозга, связанная с решением определенных задач, локализована в разных его отделах. Однако такая активность составляет всего 2-5% общей. Остальная часть активности приходится на периоды, когда человек отдыхает, причем ее колебания аналогичны по величине колебаниям, регистрируемым в «работающем» мозге.

Природа функции и факторы, вызывающие эти колебания активности «стадии покоя», до сих пор не известны, что дало основание одному из нейробиологов назвать их «темной энергией мозга». Модель Спорнса и Хони показывает, что тонкая структура связей между нейронами играет определяющую роль в индукции и упорядочении активности мозга, как на стадии покоя, так и при активной интеллектуальной работе.

Авторы работы надеются, что в будущем им удастся создать полномасштабную модель мозга человека. Такая модель не только поможет лучше понять природу и значение активности мозга в покое, но будет способствовать разработке новых клинических методов диагностики нервных заболеваний (таких как болезнь Альцгеймера), связанных с нарушением межнейронных связей мозга.