Ученые из Женевского университета открыли, что у мозга каждого человека есть такой же уникальный отпечаток, как и пальца. Но этот отпечаток постоянно меняется во времени.
Исследователи с помощью МРТ изучали нейронные сети мозга и связи между различными его областями, чтобы лучше понять, как все это работает. Ученые обрабатывали отсканированные изображения мозга для создания графиков в виде цветных матриц, которые отражают мозговую активность испытуемого. Этот тип техники моделирования известен в научных кругах как сетевая нейробиология или коннектомика мозга. Коннектом – это карта нейронной сети. Такие карты информируют о том, что испытуемые делали во время МРТ – например, отдыхали или выполняли какие-то задачи.
Несколько лет назад нейробиологи из Йельского университета, изучавшие коннектомы, обнаружили, что у каждого из нас есть уникальный отпечаток мозга. Сравнивая графики, полученные с помощью МРТ-сканирований одних и тех же областей мозга, сделанных с разницей в несколько дней, они смогли правильно сопоставить два сканирования данного объекта почти в 95% случаев. Другими словами, они могли точно идентифицировать человека по отпечатку его мозга.
«Это действительно впечатляет, потому что идентификация была произведена с использованием только функциональных коннектомов, которые, по сути, представляют собой наборы показателей корреляции», – говорит Энрико Амико (Enrico Amico), один из авторов работы.
Амико решил пойти еще дальше в открытии коллег из Йеля. В предыдущих исследованиях отпечатки пальцев мозга были идентифицированы с помощью магнитно-резонансной томографии, которая длилась несколько минут. Амико задавался вопросом, можно ли идентифицировать эти отпечатки всего через несколько секунд или есть определенный момент времени, когда они появляются – и если да, то как долго этот момент продлится?
«До сих пор нейробиологи идентифицировали отпечатки мозга с помощью двух МРТ, сделанных за довольно длительный период. Но действительно ли отпечатки появляются через пять секунд, например, или им нужно больше времени? А что, если отпечатки разных областей мозга появлялись в разное время? Никто не знал ответа. И мы протестировали разные временные шкалы, чтобы увидеть, что произойдет», – рассказывает Амико.
Исследовательская группа из Женевы обнаружила, что отпечаток мозга можно получить примерно за 1 минуту 40 секунд. Исследование также показало, что самые быстрые отпечатки мозга начинают появляться в сенсорных областях мозга, особенно в областях, связанных с движением глаз, зрительным восприятием и визуальным вниманием. Со временем и области лобной коры, связанные с более сложными когнитивными функциями, начинают раскрывать уникальную информацию каждому из нас.
Следующим шагом будет сравнение отпечатков мозга здоровых пациентов и пациентов, страдающих болезнью Альцгеймера.
«Исходя из первоначальных выводов, кажется, что особенности, которые делают отпечаток мозга уникальным, неуклонно исчезают по мере прогрессирования болезни [Альцгеймера], – объясняет Амико. – Становится все труднее идентифицировать людей по их коннектомам. Как будто человек с болезнью Альцгеймера теряет идентичность своего мозга».
В этом направлении потенциальное применение отпечатка мозга может включать раннее обнаружение неврологических состояний, при которых этот отпечаток исчезает. Технику Амико можно использовать у пациентов, страдающих аутизмом или инсультом, или даже у лиц, страдающих наркозависимостью.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances .