MRI uuring seab kahtluse alla meie teadmised inimese aju toimimisest – füüsikamaailm

Kuidas inimese aju töötab? Oleneb, kellelt küsid.

Koolis õpetati teile tõenäoliselt, et meie aju sisaldab miljardeid neuroneid, mis töötlevad sisendeid ja aitavad meil kujundada mõtteid, emotsioone ja liigutusi. Küsige pildindusspetsialistidelt ja saate teada, kuidas me saame aju näha erinevatel viisidel, kasutades erinevaid pildistamistehnikaid ja mida saame igalt pildilt õppida. Neuroteadlased räägivad teile ka neuronite ja nendega seotud kemikaalide, näiteks dopamiini ja serotoniini vastastikmõjudest.

Kui küsite matemaatilistele raamistikele keskendunud neuroteadlaste alarühmalt, kuidas aju kuju mõjutab selle tegevust – matemaatilise neuroteaduse valdkonda, mida nimetatakse närvivälja teooriaks –, hakkate mõistma aju kuju, struktuuri ja funktsiooni vahelist seost veel ühel viisil. .

Neuraalvälja teooria põhineb meie tavapärasel arusaamal aju toimimisest. See kasutab aju füüsilist kuju – ajukoore suurust, pikkust ja kumerust ning alamkorteksi kolmemõõtmelist kuju – karkassina, millel toimub ajutegevus ajas ja ruumis. Seejärel modelleerivad teadlased aju makroskoopilist elektrilist aktiivsust, kasutades aju geomeetriat, et kehtestada piiranguid. Näiteks elektrilist aktiivsust piki ajukooret võib modelleerida läbi närvikoe lehe levivate liikuvate lainete superpositsioonina.

"Mõte, et aju geomeetria võib mõjutada või piirata mis tahes tegevust, mis sees toimub, ei ole tavapärane neuroteaduse küsimus, eks? See on väga esoteeriline küsimus... Aju keeruka juhtmestiku kaardistamisel on tehtud aastakümneid ja oleme arvanud, et kogu ajust väljuv tegevus on ajendatud sellest keerulisest juhtmestikust,” räägib James Pang, Monashi ülikooli teadur Turneri aju ja vaimse tervise instituut.

Uuringus avaldatud loodus, Pang ja tema kolleegid on selle valitseva arusaama vaidlustanud, tuvastades tugeva seose aju kuju ja funktsionaalse MRI (fMRI) aktiivsuse vahel.

Teadlased uurisid looduslikke resonantse, mida nimetatakse omamoodideks ja mis tekivad siis, kui süsteemi erinevad osad vibreerivad samal sagedusel, näiteks ergastusi, mis tekivad ajus ülesandega esile kutsutud fMRI skaneerimise ajal. Kui nad rakendasid matemaatilisi mudeleid närvivälja teooriast enam kui 10,000 XNUMX tegevuskaardile ja fMRI andmetele. Human Connectome projekt, leidsid teadlased, et kortikaalne ja subkortikaalne aktiivsus tuleneb ajuüleste omarežiimide ergutamisest, mille ruumilised lainepikkused ulatuvad kuni 6 cm või üle selle. See tulemus on vastuolus juhtiva veendumusega, et ajutegevus on lokaliseeritud.

"Oleme pikka aega arvanud, et konkreetsed mõtted või aistingud kutsuvad esile aktiivsust teatud ajuosades, kuid see uuring näitab, et struktureeritud aktiivsusmustrid erutuvad peaaegu kogu ajus, nagu ka viis, kuidas nootid tekivad vibratsioonist. kogu viiulikeele pikkuses, mitte ainult isoleeritud segment," ütleb Pang pressiteates.

Masinõpe annab ülevaate inimese ajust

Pang ja tema kolleegid võrdlesid ka seda, kuidas aju kuju mudelitest saadud geomeetrilised omarežiimid toimisid võrreldes aju ühenduvuse mudelitest saadud ühendomatüüpidega. Nad leidsid, et geomeetrilised omarežiimid seavad aju aktiivsusele suuremad piirangud kui ühendusomarežiimid, mis viitab sellele, et aju kontuurid ja kumerus mõjutavad tugevalt ajutegevust – võib-olla isegi suuremal määral kui neuronite endi vaheline kompleksne ühenduvus.

Lihtsamalt öeldes seavad teadlaste tulemused kahtluse alla meie teadmised inimese aju toimimisest.

"Me ei väida, et teie aju ühenduvus pole oluline," ütleb Pang. „Me ütleme, et ka teie aju kujul on märkimisväärne panus. On väga tõenäoline, et mõlemal maailmal on teatav sünergia... närviväljateooria maailma ja ühenduvuse maailma uurimisega on tehtud aastakümneid ja aastakümneid ning mõlemad on minu arvates olulised. See uuring avab nii palju võimalusi – võiksime uurida, kuidas geomeetrilised omamoodid varieeruvad läbi neuroloogilise arengu või on häiritud näiteks kliiniliste häirete tõttu. See on päris põnev.»

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Autod/elektrisõidukid, Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• BlockOffsets. Keskkonnakompensatsiooni omandi ajakohastamine. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/mri-study-challenges-our-knowledge-of-how-the-human-brain-works/