Среди всех живых существ человек обладает самым сложно устроенным мозгом. Однако структура связей между нейронами, или коннектом, отличает людей не только от животных, но и друг от друга. Дело в том, что рисунок коннектома уникален, и ученые надеются использовать его в качестве аналога отпечатков пальцев.

Коннектом может служить для индивидуальной идентификации, но это далеко не главное его применение, отмечает Wired.

Исследователи полагают, что знания о связях нейронов позволят предсказать, как мозг конкретного человека будет меняться с возрастом и реагировать на воздействие окружающей среды. Например, методика поможет выявить риск развития психических расстройств.

Однако изучать коннектом непросто. Традиционные методики, например, МРТ, не обладают достаточной разрешающей способностью для этого. Поэтому исследователям приходиться прибегнуть к сложным вычислительным методам — например, машинному обучению. ИИ способен сопоставить данные МРТ и на их основе создать «функциональный отпечаток» мозга. Современные методики позволяют создать модель всего мозга на основе 2,5-минутных сеансов томографии для каждой конкретной области.

Как показали исследования, 30% коннектома каждого человека уникальны. Большинство индивидуальных связей характерны для областей, регулирующих сложные когнитивные задачи: обучение, память и внимание.

Это не стало сюрпризом, ведь именно в этих областях хранится значительная часть того, что мы называем «личностью».

«Функциональный отпечаток» позволил ученым узнать человека по его коннектому спустя две недели после первого сканирования. Теперь они намерены определить, как долго сохраняется этот рисунок. Другая важная задача — понять, как «отпечаток мозга» связан с генетическими особенностями и факторами среды. Чтобы ответить на этот вопрос, ученые сравнивают коннектомы близких родственников. Полученные данные позволили создать программу, которая устанавливает степень родства на основе данных о структуре мозга.

Еще один способ использовать коннектом — определять с его помощью темпы старения мозга. Дело в том, что нейроны разных людей — и даже разные нейроны одного человека –с возрастом меняются по-разному. До сих пор у ученых не было точного инструмента оценки старения, однако анализ связей в мозге позволить исправить этот недостаток. Кроме того, оценка возраста мозга может служить диагностическим признаком: если нейроны стареют ускоренными темпами, это может быть симптомом болезни Альцгеймера и других заболеваний. 

Исследователи из США нашли способ стимулировать работу спящего мозга. Хотя речи об обучении во сне не идет, методика позволяет улучшить некоторые функции памяти, а также когнитивные способности.