Чтобы лучше понять внутреннюю работу мозга отдельных людей, исследователи сопоставили данные, собранные от 10 взрослых, в число которых вошли и двое ученых из Вашингтонского университета, которые возглавили проект.
Эта работа, опубликованная в Neuron, привела к формированию 10 высокоточных индивидуальных карт соединений мозга, которые описывают пространственную и организационную изменчивость в его сетях и в один прекрасный день смогут формировать вектор лечения нервных и психических расстройств.
Поиски по анализу уникальных особенностей мозга отдельных людей превратились в так называемый Midnight Scan Club, то есть группу учёных, у которых были большие идеи, но почти полное отсутствие финансирования и недостаток времени для исследования триллионов нейронных связей. Группа появилась в 2013 году: всё началось с двух нейробиологов из Школы медицины Вашингтонского университета в Сент-Луисе, целью которых стал сбор как можно большего количества данных.
Наиболее объёмная работа по анализу соединений включает в себя сканирование многих мозгов и усреднение данных по группам людей. Для этого исследователи использовали методы визуализации мозга, чтобы оценить те сети, которые управляют речью и двигательной функцией.
Набор данных доступен в качестве ресурса для нейробиологов, поэтому они могут дополнять информацию о мозговых схемах. Исследователи отмечают, что они хотели бы воплощать принципы персонализированной медицины с помощью такой нейровизуализации для лечения людей с судорогами, мигренями и депрессией.
В течение последних 25 лет неврологи усредняли данные МРТ по группам людей, используя это как способ приблизиться к организации мозга человека. Сейчас учёные собрали МРТ-изображения 10 человек и проанализировали то, как нервные клетки функционируют в мозге отдельных индивидов. Они использовали два типа магнитно-резонансной томографии: функциональную МРТ, которая выявляет наиболее активные части мозга во время специфической когнитивной деятельности, а также функциональную связность в состоянии покоя, когда мозг активно не участвует ни в одной задаче.
Их анализ выявил несколько вариаций в организации мозга среди групп. Например, у большинства людей все мозговые сети образуют гигантскую петлю. Однако у двух участников исследования, включая самого руководителя проекта, мозг в целом оказался более «линейным».
Учёные провели сравнение этого феномена с двумя водителями, которые выбирают разные маршруты в один и тот же пункт назначения. Один развивает большую скорость, но едет по автостраде и прибывает быстро. Другой же выбирает переулки. Но оба прибывают в одно и то же место, несмотря на различные методы и временные рамки.
«В будущей работе с большими размерами выборки мы надеемся выяснить, какие изменения в нейронных связях влияют на поведение, а какие нет», — отмечают учёные.
Как сообщается, этот проект был вдохновлён, в частности, проектом Human Connectome, который объединил глобальные усилия многих исследователей, направленные на сопоставление схем мозга человека с помощью нейровизуализации и обмена данными.
Текст: Анна Хоружая