Људски мозак је увек на послу, рукујући информацијама које стижу у веома различитим временским линијама. Неки сигнали захтевају тренутне реакције на промене у окружењу, док се други одвијају спорије како тумачимо значење, контекст или намеру.
Нова студија компаније Рутгерс Хеалтх, објављена у Натуре Цоммуницатионсистражује како мозак спаја ове брзе и споре сигнале. Истраживање се фокусира на то како мреже веза беле материје омогућавају различитим регионима мозга да комуницирају, подржавајући размишљање, доношење одлука и понашање.
Региони мозга раде на различитим унутрашњим сатовима
Не обрађују сви делови мозга информације на исти начин или истим темпом. Сваки регион функционише у карактеристичном временском прозору, познатом као интринзичне неуронске временске скале, или скраћено ИНТ. Ови временски оквири одражавају колико дуго регион задржава информације пре него што пређе на следећи сигнал.
„Да бисмо утицали на наше окружење кроз акцију, наш мозак мора да комбинује информације обрађене у различитим временским оквирима“, рекао је Линден Паркес, доцент психијатрије у Рутгерс Хеалтх-у и виши аутор студије. „Мозак то постиже тако што користи своју повезаност беле материје за дељење информација у регионима, а ова интеграција је кључна за људско понашање.“
Мапирање мождане повезаности код скоро 1.000 људи
Да би разумели како ова интеграција функционише, Паркес и његове колеге су испитали податке о сликама мозга од 960 појединаца. Користећи ове информације, направили су детаљне мапе можданих веза сваке особе, познате као конектоми. Тим је затим применио математичке моделе који описују како се сложени системи развијају током времена како би пратили како се информације крећу кроз ове мреже.
„Наш рад испитује механизме који су у основи овог процеса код људи директним моделирањем ИНТ региона из њихове повезаности“, рекао је Паркес, главни члан Института за здравље мозга Рутгерс и Центра за напредна истраживања људског мозга. „Ово повлачи директну везу између тога како региони мозга обрађују информације локално и како се та обрада дели у мозгу да би се произвело понашање.“
Зашто су временске разлике важне за когницију
Истраживачи су открили да начин на који су неуронски временски оквири распоређени у церебралном кортексу игра кључну улогу у томе колико ефикасно се мозак пребацује између великих обрасца активности везаних за понашање. Ова организација времена није била иста за све.
„Открили смо да разлике у томе како мозак обрађује информације различитим брзинама помажу да се објасни зашто се људи разликују у својим когнитивним способностима“, рекао је Паркес.
Студија је такође показала да су ови временски обрасци повезани са генетским, молекуларним и ћелијским карактеристикама можданог ткива, повезујући налазе са основним биолошким процесима. Сличне везе су виђене у мозгу миша, што сугерише да су ови механизми заједнички међу врстама.
„Наш рад наглашава фундаменталну везу између повезаности беле материје мозга и његових локалних рачунарских својстава“, рекао је Паркес. „Људи чије је ожичење мозга боље усклађено са начином на који различити региони рукују брзим и спорим информацијама имају тенденцију да показују већи когнитивни капацитет.
Импликације за истраживање менталног здравља
Надовезујући се на ове резултате, истраживачки тим сада примењује исти приступ неуропсихијатријским стањима као што су шизофренија, биполарни поремећај и депресија. Циљ је разумети како промене у повезивању мозга могу пореметити начин на који се информације обрађују током времена.
Студија је спроведена у сарадњи са Аврамом Холмсом, ванредним професором психијатрије и главним чланом Института за здравље мозга Рутгерс и Центра за напредна истраживања људског мозга, заједно са постдокторским истраживачима Ахмадом Бејхом и Амбер Хауел, као и Џејсоном З. Кимом са Универзитета Корнел.
