Imaging mozga pomaže u mapiranju načina na koji razmišljamo
Ljudski mozak izuzetno je kompliciran organ s mnogo tajni. Kako bi poboljšali razumijevanje načina na koji mozak stvara i kontrolira misli, istraživači su pretvorili strukturne sustave za slikanje mozga u "dijagrame ožičenja" veza između regija mozga.
Tri istraživača sa Kalifornijskog sveučilišta u Santa Barbari, Odjela za psihološke i moždane znanosti - Michael Miller, Scott Grafton i Matt Cieslak - koristili su strukturu neuronskih mreža kako bi naučili osnovna pravila koja određuju koji su dijelovi mozga najsposobniji vršiti kognitivnu kontrolu nad mislima i postupcima.
Ova je studija prva koja daje mehaničko objašnjenje kako frontalni korteks vrši kontrolu nad bilijunima pojedinačnih neurona koji ljudima omogućuju da ostanu usredotočeni na jedan zadatak ili se prebace na radikalno drugačiji.
Nalazi se pojavljuju u časopisu Prirodne komunikacije.
"Određena područja vašeg mozga predodređena su da kontroliraju vaše misli na temelju toga gdje leže u odnosu na druge regije", rekao je Miller, profesor psihologije s UCSB-a i koautor članka.
„Regije na„ periferiji “mogu izvršiti vrlo specifičnu vrstu kontrole. Oni mogu sustav premjestiti u udaljena stanja, poput prebacivanja s rada na vašem poslu na igranje s djecom. "
Ovo novo istraživanje kombinira vrhunsku neuroznanost s novim mrežnim znanjem koje se često koristi za proučavanje društvenih sustava.
Primjenom teorije upravljanja - područja koje se tradicionalno koristi za proučavanje električnih i mehaničkih sustava - istražitelji pokazuju da je boravak na rubu mozga neophodan kako bi frontalni korteks dinamički kontrolirao smjer misli i ciljno usmjereno ponašanje.
"Potrebna nam je osnovna teorija o tome kako se mozak kontrolira, a da bismo tamo stigli, predlažemo da mozak tretiramo kao inženjerski sustav", rekla je viša autorica Danielle Bassett, docentica za inovacije na Tehničkom i primijenjenom fakultetu Sveučilišta Pennsylvania Znanost.
„Kognitivna kontrola je slično kao inženjerska kontrola: Dinamiku sustava modelirate utvrđivanjem ključnih točaka; ako pritisnem taj komad ili povučem ovu polugu, mogu ponuditi predviđanje kako će to utjecati na druge dijelove mreže. "
Primjenjujući jednadžbe teorije upravljanja na dijagrame ožičenja generirane skeniranjem mozga, istraživači su pokazali da su geografske i funkcionalne razlike između regija mozga povezane.
Iako analiza ne može reći je li se mjesto ili njegova uloga prvo evoluiralo, ona sugerira da dio sposobnosti frontalnog korteksa da kontrolira izvršnu funkciju ovisi o njegovoj udaljenosti od ostalih dijelova moždane mreže.
"Ova studija najavljuje novi val mrežne znanosti, utemeljen na rigoroznoj teoriji upravljanja", rekao je koautor Grafton, direktor UCSB-ovog Centra za slikanje mozga.
"Kada se primijene na najsuvremenije podatke o slikanju mozga, počinjemo uviđati neke od dizajnerskih kompromisa svojstvenih arhitekturi moždanih veza."
Regije koje su međusobno međusobno povezane - a samim time i unutarnje povezane s mrežom - vrlo su dobre u premještanju mozga u obližnja stanja - na primjer, od pisanja e-pošte nekome do razgovora s tom osobom na telefonu.
"Ono što je posebno zanimljivo ako pogledamo gdje su ti unutarnji čvorovi, svi su u regijama u" zadanom načinu rada ", a to su područja koja su aktivna kad se odmarate", rekao je Bassett. "To ima smisla, jer ako dizajnirate optimalan sustav, željeli biste postaviti njegovu osnovnu liniju tako da može doći do većine mjesta na koja mora ići prilično lako."
Prema koautoru Cieslaku, ova vrsta holističkog razumijevanja odnosa između lokacija moždanih regija i njihovih uloga neophodna je za prilagođavanje boljih tretmana ljudima koji su izgubili izvršnu funkciju zbog bolesti ili ozljede.
Cieslak vjeruje da bi ovo temeljno razumijevanje načina na koji mozak kontrolira svoju aktivnost moglo dovesti do boljih intervencija u medicinskim stanjima povezanim sa smanjenom kognitivnom kontrolom, poput autizma, shizofrenije ili demencije.
Izvor: Kalifornijsko sveučilište, Santa Barbara / EurekAlert
