O nouă modalitate de cartografiere a activității și a conexiunilor dintre diferite regiuni ale creierului a dezvăluit noi perspective asupra modului în care sunt organizate funcțiile de ordin superior, precum limbajul, gândirea și atenția.
Modelele tradiționale ale activității creierului uman reprezintă interacțiunile în perechi între două regiuni diferite ale creierului.
Acest lucru se datorează faptului că metodele de modelare nu s-au dezvoltat suficient pentru a descrie interacțiunile mai complexe dintre mai multe regiuni.
O nouă abordare, dezvoltată de cercetătorii de la Universitatea din Birmingham, este capabilă să preia semnalele măsurate prin neuroimagistică și să creeze modele exacte pe baza acestora pentru a arăta modul în care contribuie la funcții și comportamente specifice. Rezultatele sunt publicate în Nature Communications.
„Sistemele complexe precum creierul depind de interacțiuni între grupuri de regiuni, nu doar între perechi de regiuni”, a explicat cercetătorul principal, Dr. Enrico Amico.
În cadrul studiului, grupul a utilizat date de la scanări fMRI înregistrate ca parte a Proiectului Human Connectome.
Interacțiuni complexe dintre mai multe regiuni
Acest consorțiu de cercetare la scară largă a fost înființat pentru , conectând structura acestuia la funcție și comportament.
Cu toate acestea, aceste scanări pot furniza doar estimări „zgomotoase” ale activității neuronale, astfel încât sunt necesare metode statistice pentru a curăța datele și a compila estimări precise ale interacțiunilor din semnalele neuroimagistice.
Folosind 100 de subiecți fără legătură între ei din baza de date a proiectelor, echipa a produs modele detaliate ale interacțiunilor de ordin superior. Ei au testat aceste modele în trei domenii-cheie, menite să testeze utilitatea abordării.
În primul caz, au reușit să demonstreze că este posibil să identifice ce sarcină ar fi putut efectua individul în timp ce se afla în scanerul fMRI.
Limbajul, gândirea și atenția
În al doilea domeniu de cercetare, echipa a demonstrat că este posibil să identifice o anumită persoană pe baza semnalelor sale cerebrale – folosind semnalele ca un fel de amprentă cerebrală unică pentru persoana respectivă, scrie EurekAlert.
Iar în al treilea domeniu, cercetătorii au demonstrat cum semnalele cerebrale de ordin superior ale unei persoane pot fi separate de semnalele de ordin inferior și cum pot fi asociate cu caracteristicile comportamentale ale fiecărei persoane.
„Abordarea noastră, validată folosind date de la persoane sănătoase, demonstrează avantajele substanțiale pe care această metodă le poate oferi cercetării în domeniul neuroștiințelor. În viitor, această metodă ar putea fi, de asemenea, utilizată pentru a ajuta la modelarea interacțiunilor la persoanele cu boli neurodegenerative, cum ar fi Alzheimer, unde ar putea oferi informații valoroase despre modul în care în timp sau chiar pentru a identifica simptomele preclinice ale acestor afecțiuni”, a explicat Dr. Andrea Santoro, de la Institutul CENTAI din Italia, primul autor al lucrării.