Naučnici sa Univerziteta u Sidneju i Univerziteta Fudan otkrili su signale ljudskog mozga koji putuju preko spoljašnjeg sloja nervnog tkiva koji se prirodno uređuju tako da liče na spirale.
Istraživanje, objavljeno danas u časopisu Nature Human Behavior, ukazuje na ove sveprisutne spirale, koje su moždani signali koji se posmatraju na korteksu tokom stanja mirovanja i kognitivnih stanja, pomažu u organizovanju moždane aktivnosti i kognitivne obrade.
Viši autor, vanredni profesor Pulin Gong, sa Fakulteta za fiziku na Prirodno-matematičkom fakultetu, rekao je da bi ovo otkriće moglo imati potencijal da unapredi moćne računarske mašine inspirisane složenim radom ljudskog mozga.
Ovo otkriće otvara nove puteve za razumevanje kako mozak funkcioniše i pruža vredan uvid u osnovne funkcije ljudskog mozga. To bi moglo pomoći medicinskim istraživačima da shvate efekte bolesti mozga, kao što je demencija, ispitivanjem uloge koju oni igraju.
„Naša studija sugeriše da bi sticanje uvida u to kako su spirale povezane sa kognitivnom obradom moglo značajno poboljšati naše razumevanje dinamike i funkcija mozga“, rekao je vanredni profesor Gong, koji je član istraživačke grupe za složene sisteme u oblasti fizike.
„Ovi spiralni obrasci pokazuju zamršenu i složenu dinamiku, krećući se po površini mozga dok se rotiraju oko centralnih tačaka poznatih kao fazne singularnosti.“
„Slično kao što vrtlozi deluju u turbulenciji, spirale se upuštaju u zamršene interakcije, igrajući ključnu ulogu u organizovanju složenih aktivnosti mozga.
„Zamršene interakcije između više koegzistirajućih spirala mogle bi omogućiti da se neuronska izračunavanja izvode na distribuiran i paralelan način, što dovodi do izuzetne računarske efikasnosti. Vizuelno ponovno stvaranje moždanih spirala koje putuju preko korteksa. Zasluge: Gong et al.
Dr. student Jiben Ksu, vodeći autor istraživanja sa Fakulteta fizike, rekao je da bi lokacija spirala na korteksu mogla da im omogući da povežu aktivnosti u različitim delovima ili mrežama mozga – delujući kao most komunikacije. Mnoge spirale su dovoljno velike da pokriju više mreža.
Kora mozga, takođe poznata kao cerebralna kora, je najudaljeniji sloj mozga koji je odgovoran za mnoge složene kognitivne funkcije, uključujući percepciju, pamćenje, pažnju, jezik i svest.
„Jedna ključna karakteristika ovih moždanih spirala je da se često pojavljuju na granicama koje razdvajaju različite funkcionalne mreže u mozgu“, rekao je Ksu.
„Kroz svoje rotaciono kretanje, oni efikasno koordiniraju tok aktivnosti između ovih mreža.“
„U našem istraživanju smo primetili da ove moždane spirale u interakciji omogućavaju fleksibilnu rekonfiguraciju moždane aktivnosti tokom različitih zadataka koji uključuju obradu prirodnog jezika i radnu memoriju, što postižu promenom smera rotacije.
Naučnici su prikupili svoje nalaze iz skeniranja mozga funkcionalne magnetne rezonance (fMRI) 100 mladih odraslih osoba, koje su analizirali prilagođavanjem metoda koje se koriste za razumevanje složenih talasnih obrazaca u turbulenciji.
Neuronauka se tradicionalno fokusirala na interakcije između neurona da bi razumela funkciju mozga. Postoji rastuća oblast nauke koja gleda na veće procese u mozgu kako bi nam pomogla da razumemo njegove misterije.
„Razkrivanjem misterija moždane aktivnosti i otkrivanjem mehanizama koji upravljaju njegovom koordinacijom, približavamo se otključavanju punog potencijala razumevanja kognicije i funkcije mozga“, rekao je vanredni profesor Gong.
