Мозговые сигналы передаются от источника к цели, создавая полисинаптический путь, который пересекает несколько областей мозга, как дорога со множеством остановок на пути. Структурные пути связей мозга уже наблюдались на основе сетей («дорог») нейронных волокон. Ученые хотели проследить закономерности передачи информации и увидеть, как сообщения отправляются и принимаются. Они создали «карты мозгового трафика», которые можно было бы сравнить между людьми и другими млекопитающими.
Для этого ученые использовали данные диффузионно-взвешенной МРТ (ДВ-МРТ) и функциональной МРТ (фМРТ) людей, макак и мышей, которые были собраны, когда испытуемые бодрствовали и находились в состоянии покоя. Сканирование ДВ-МРТ позволило ученым реконструировать «дорожные карты» мозга, а фМРТ-сканирование показало, как области мозга активируются вдоль каждой «дороги». Это указывало на то, что эти пути передают нервную информацию.
Исследование показало, что в мозге животных информация передавалась по одной «дороге», в то время как у людей существовало несколько параллельных путей между одним и тем же источником и целью. Более того, эти параллельные пути были так же уникальны, как отпечатки пальцев, и их можно было использовать для идентификации людей. Такая параллельная обработка данных в человеческом мозге предполагалась, но никогда раньше не наблюдалась на уровне всего мозга.
Ученые отмечают, что их простая модель может использоваться в исследованиях эволюции и вычислительной нейробиологии. Полученные результаты свидетельствуют о возможном увеличении объема человеческого мозга со временем, что приводит к сложным связям внутри него.
Исследователи также предположили, что наличие параллельных потоков информации в мозге может отражать множественные представления о реальности и способность выполнять абстрактные функции, свойственные человеку. Моделирование более сложных процессов в мозге показало бы, как информация обрабатывается и комбинируется для создания новых представлений и функций. Планируется проведение дальнейших исследований в этом направлении.
Авторы работы планируют изучить, может ли параллельная передача информации повысить устойчивость сетей мозга и помочь в нейрореабилитации после черепно-мозговой травмы или в предотвращении снижения когнитивных функций во время старения.
