מחקר MRI מאתגר את הידע שלנו כיצד פועל המוח האנושי - עולם הפיזיקה

כיצד פועל המוח האנושי? זה תלוי את מי שואלים.

בבית הספר, כנראה לימדו אותך שהמוח שלנו מכיל מיליארדי נוירונים שמעבדים תשומות ועוזרים לנו ליצור מחשבות, רגשות ותנועות. שאל מומחי הדמיה, ותלמד כיצד אנו יכולים לראות את המוח בדרכים שונות תוך שימוש במגוון טכניקות הדמיה ועל מה אנו יכולים ללמוד מכל תמונה. מדעני מוח גם יספרו לכם על האינטראקציות בין נוירונים וכימיקלים קשורים, כגון דופמין וסרוטונין.

אם תשאלו תת-קבוצה של מדעני מוח המתמקדים במסגרות מתמטיות לאופן שבו צורת המוח משפיעה על פעילותו - תחום של מדעי המוח המתמטיים הנקרא תורת השדות העצבים - תתחילו להבין את הקשר בין צורת המוח, מבנהו ותפקוד המוח בדרך אחרת. .

תורת השדות העצבים מתבססת על ההבנה המקובלת שלנו לגבי אופן פעולת המוח. הוא משתמש בצורה הפיזית של המוח - הגודל, האורך והקימור של קליפת המוח, ובצורה התלת-ממדית של תת הקורטקס - כפיגום שעליו מתרחשת פעילות המוח לאורך זמן ומרחב. לאחר מכן מדענים מדגמים את הפעילות החשמלית המקרוסקופית של המוח תוך שימוש בגיאומטריה של המוח כדי להטיל אילוצים. פעילות חשמלית לאורך קליפת המוח, למשל, עשויה להיות מודל של סופרפוזיציה של גלים נעים המתפשטים דרך יריעה של רקמה עצבית.

"הרעיון שהגיאומטריה של המוח יכולה להשפיע או להגביל כל פעילות שקורה בפנים אינה שאלה קונבנציונלית במדעי המוח, נכון? זו שאלה אזוטרית מאוד... היו עשרות שנים של עבודה בניסיון למפות את החיווט המורכב של המוח, וחשבנו שכל הפעילות שיוצאת מהמוח מונעת מהחיווט המורכב הזה", אומר ג'יימס פאנג, עמית מחקר באוניברסיטת מונש מכון טרנר לבריאות המוח והנפש.

במחקר שפורסם ב טבע, Pang ועמיתיו ערערו על הבנה רווחת זו על ידי זיהוי קשר חזק בין צורת המוח ופעילות MRI פונקציונלית (fMRI).

החוקרים חקרו רזוננסים טבעיים הנקראים מצבים עצמיים, המתרחשים כאשר חלקים שונים של מערכת רוטטים באותה תדירות, כגון התעוררויות המתרחשות במוח במהלך סריקת fMRI המעוררת משימה. כאשר הם יישמו מודלים מתמטיים מתורת השדות העצבים על למעלה מ-10,000 מפות פעילות ונתוני fMRI מה- פרויקט קונקטום אנושי, החוקרים מצאו שפעילות קליפת המוח ותת קליפת המוח נובעת מעירור של מצבים עצמיים רחבי מוח עם אורכי גל מרחביים ארוכים עד ועולים על 6 ס"מ. תוצאה זו מנוגדת לאמונה מובילה שפעילות המוח היא מקומית.

"מזמן חשבנו שמחשבות או תחושות ספציפיות מעוררות פעילות בחלקים ספציפיים של המוח, אבל מחקר זה מגלה שדפוסי פעילות מובנים מתרגשים כמעט על פני כל המוח, בדיוק כמו האופן שבו תו מוסיקלי עולה כתוצאה מרטט המתרחש לאורך לכל האורך של מיתר כינור, ולא רק קטע מבודד", אומר פנג בהצהרה לעיתונות.

למידת מכונה מספקת תובנה על המוח האנושי

פאנג ועמיתיו גם השוו את האופן שבו פעלו מצבים עצמיים גיאומטריים, המתקבלים ממודלים של צורת מוח, ביחס למצבים עצמיים של קונקנום, המתקבלים ממודלים של קישוריות מוח. הם מצאו כי מצבים עצמיים גיאומטריים הטילו מגבלות גדולות יותר על פעילות המוח מאשר מצבים עצמיים של קונקנום, מה שמצביע על כך שקווי המתאר והעקמומיות של המוח משפיעים מאוד על פעילות המוח - אולי אפילו במידה רבה יותר מהקישוריות המורכבת בין אוכלוסיות של נוירונים עצמן.

במילים פשוטות, התוצאות של המדענים מאתגרות את הידע שלנו לגבי אופן פעולת המוח האנושי.

"אנחנו לא אומרים שהקישוריות במוח שלך לא חשובה", אומר פאנג. "מה שאנחנו אומרים הוא שגם לצורת המוח שלך יש תרומה משמעותית. סביר מאוד שלשני העולמות יש סינרגיה מסוימת... היו עשרות שנים ועשרות שנים של עבודה משני הצדדים של המחקר בעולם תיאוריית השדות העצבים ועולם הקישוריות, ושניהם חשובים, לדעתי. מחקר זה פותח כל כך הרבה אפשרויות - נוכל לחקור כיצד מצבים עצמיים גיאומטריים משתנים באמצעות התפתחות נוירופית או מופרעים על ידי הפרעות קליניות, למשל. זה די מרגש."

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. רכב / רכבים חשמליים, פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• BlockOffsets. מודרניזציה של בעלות על קיזוז סביבתי. גישה כאן.
• מקור: https://physicsworld.com/a/mri-study-challenges-our-knowledge-of-how-the-human-brain-works/