Люди мыслят, действуют и функционируют по-разному. Эти различия определяются сложным сочетанием генетики, нейробиологических процессов и жизненного опыта.
На понимание факторов, лежащих в основе индивидуальных различий в поведении, познании и психическом здоровье, нацелены многочисленные исследования в психологии и поведенческих науках. Один из подходов к изучению этих факторов предполагает анализ паттернов мозговой активности, которые спонтанно возникают, когда человек бодрствует, но не занят решением каких-либо задач.
Предыдущие исследования этих паттернов рассматривали в основном взаимодействия между удаленными друг от друга областями мозга. Китайские ученые сосредоточились на внутрирегиональной нейродинамике, результатами чего поделились в журнале Nature Human Behaviour.
«Спонтанная активность мозга фундаментальна для понимания нейронной основы межиндивидуальных различий, что делает ее характеристику центральной задачей для ассоциативных исследований мозга. В то время как паттерны межрегионального взаимодействия были тщательно изучены, внутрирегиональная динамика остается в значительной степени неисследованной. Проанализировав данные из четырех нейровизуализационных когорт, мы извлекли около 5000 признаков из временны́х рядов гемодинамических сигналов в состоянии покоя в 271 области мозга, что дало нам всестороннюю характеристику внутрирегиональной динамики», — написано в статье.
Нейронные «штрихкоды» из более чем 30 000 мозгов
Основой для анализа послужили сканы мозга 30 148 человек в возрасте от 8 до 82 лет, снятых в покое в состоянии бодрствования, из четырех крупных общедоступных наборов данных.
Разделив мозг на 271 область, исследователи проследили, как изменялась во времени активность каждой из них. В результате удалось идентифицировать признаки, которые оставались стабильными для мозга каждого отдельного человека, образуя то, что авторы назвали «нейронным штрихкодом».
«Мы выявили надежное подмножество признаков, которое служит индивидуально-специфичным "штрихкодом", захватывая многогранные динамические измерения, которые стабильно отражают межиндивидуальные вариации across наборам данных. Эти штрихкоды связали нелинейные автокорреляции в унимодальных областях с чертами, связанными с употреблением психоактивных веществ, а динамику случайного блуждания в сетях высшего порядка — с общими когнитивными способностями. Эти эти связи между мозгом и поведением оказались обобщаемыми на разные этапы жизни и популяции, причем связь с употреблением веществ демонстрировала возрастную специфику, когнитивные функции — закономерности во всех возрастных группах», — указали ученые.
Интересно, что «штрихкоды» склонности к злоупотреблению ПАВ нашли в областях, обрабатывающих сенсорную информацию, а медленные и постепенно меняющиеся сигналы в зонах мозга, отвечающих за принятие решений, мышление и память, оказались связаны с более высокими общими умственными способностями.
Связь между нейронными «штрихкодами», поведением и познанием
Недавняя работа этих исследователей демонстрирует, что паттерны активности внутри отдельных областей мозга могут быть индикаторами поведенческих склонностей и черт человека. В будущем другие нейробиологи и специалисты по поведению могут опереться на выводы этой команды и провести дополнительные исследования, используя схожие методы. Эти усилия могут дать ценное и обобщаемое представление о биологических основах специфичных для человека когнитивных способностей, черт и поведения.
Мозг формирует эмоции независимо от чувств, обнаружили нейробиологи
Засыпает, пока бодрствуем: нейробиологи заметили необычную особенность у одной области мозга
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram