Дослідники розробили найдетальнішу карту людського мозку, коли-небудь створену. Особливу увагу приділили комунікаційним зв’язкам в гіпокампі.
Австралійські вчені зробили найбільш детальну карту комунікаційних зв’язків між гіпокампом – центром управління пам’яттю – та рештою мозку. Це змінить уявлення біологів про людську пам’ять. Результати дослідження опубліковані в журналі eLife.
Як працює гіпокамп?
Гіпокамп – частина мозку, яка відповідає за пам’ять, особливо за довготривалу і короткочасну. Так само він важливий для роботи просторової пам’яті, який допомагає запам’ятовувати місце розташування людини в просторі.
Гіпокамп знаходиться в скроневій частці. Це найважливіша частина мозку, що відповідає не тільки за зберігання спогадів, а й за їх формування. Власне, скронева частка і “відповідає” за особистість людини, те, якою вона буде. Гіпокамп також переводить спогади з короткострокового в довгострокове сховище в головному мозку.
Поперечний переріз людського мозку, що показує гіпокамп. Ілюстрація: Маршалл Далтон / Сіднейський університет
Також гіпокамп допомагає людині в створенні уявних образів.
Що зробили вчені?
В рамках нового дослідження австралійські вчені створили дуже детальну карту шляхів білої речовини, які і з’єднують гіпокамп з іншою частиною мозку. По суті, це дорожня карта областей мозку, які безпосередньо пов’язані з гіпокампом і підтримують його роботу з формування пам’яті.
Біла речовина (лат. substantia alba) – компонент центральної нервової системи хребетних тварин, що складається головним чином з пучків аксонів, покритих мієліном. Протиставляється сірій речовині мозку, що складається з клітинних тіл-нейронів.
Створення карти
Для створення карти дослідницька група використовувала сканування МРТ з бази даних нейровізуалізації, створеної для проекту Human Connectome Project (HCP).
Human Connectome Project – це п’ятирічний проект, який спонсорується національними інститутами охорони здоров’я. Згідно з презентацією, він
Графіка, що показує процес картографування гіпокампу. Фото: Маршалл Далтон / Сіднейський університет
Дослідники обробляли дані HCP. Спеціальна методика допомогла вченим простежити зв’язки з усіх частин людського мозку, які ведуть до кінцевих точок всередині гіпокампу. Як пояснюють учасники проекту, біологи “детально вивчили шляхи білої речовини, які, по суті, є комунікаційними шляхами між різними областями мозку».
Також вчені самі розробили підхід, який допоміг дуже детально картувати те, як гіпокамп з’єднується з корковою мантією, зовнішнім шаром мозку. Раніше дослідники могли лише уявити собі зв’язки в гіпокампі через технічні обмеження.
- Слони люблять працювати разом, але тільки коли у них багато їжі
- Пневматичні «підтяжки» допоможуть людям похилого віку тренуватися рідше падати
Результати дослідження
Вчені виявили, що більшість результатів узгоджуються з даними минулих досліджень, які спиралися на посмертні дослідження мозку приматів. Однак є і ключові відмінності. Так, кількість зв’язків між гіпокампом і деякими частинами мозку було або більше, або менше, ніж припускали вчені.
Наприклад, між гіпокампом і лобовими областями кори виявилося менше зв’язків, ніж очікувалося, а в областях обробки зорової інформації — більше.
Зображення “схеми підключення” людського мозку, що показує зв’язки з гіпокампом.
Фото: Маршалл Далтон / Сіднейський університет
Вчені пояснили цю “нестиковку”. Або вся справа в відмінностях мозку людини від інших приматів, або в обмеженнях техніки МРТ-сканування. Однак вчені все одно здивувалися. Одна з теорій полягає в тому, що гіпокамп відіграє важливу роль не тільки в роботі пам’яті, але і в уяві, а також здатності створювати уявні образи.
Крім того, що створення такої карти — сам по собі вражаючий проект, вона стане в нагоді і на практиці. Наприклад, у майбутній діагностиці дегенеративних захворювань, що впливають на пам’ять, таких як хвороба Альцгеймера. Це найпоширеніший тип деменції. За даними Центрів контролю захворювань, кількість людей, які живуть з цим діагнозом, подвоюється кожні 5 років. Так, за прогнозами, до 2060 року це число майже потроїться і досягне 14 млн осіб. Проте, специфічного лікування так і немає.