Біологи виявили строгий порядок в основі будови мозку

Нейробиологи создали трехмерную карту связей нейронов в мозге человека и четырех видов обезьян, обнаружив строгую локальную упорядоченность.

Як показали результати дослідження, біла речовина є тривимірною тканиною, де волокна розташовуються перпендикулярно один одному. Робота опублікована в журналі Science.

Для встановлення зв'язків між нейронами дослідники використовували різновид Магнітно-резонансної томографії - дифузійну МРТ. Цей метод визначає нерівномірність у швидкості дифузії молекул води. Якщо молекули перебувають у безпосередній близькості від аксонів, то їхня дифузія буде найбільшою вздовж напрямку аксона.

Маючи тривимірну карту неоднорідності дифузії, можна за допомогою комп'ютерної обробки отримати карту структури зв'язків у мозку. Цей метод називається трактографією.

Розглядаючи отримані зображення мозку людини і мавп, автори помітили, що аксони, що зв'язують різні ділянки мозку, завжди розташовуються у вигляді геометрично правильної тривимірної мережі, де волокна розташовуються перпендикулярно один одному. Переплетення нейронів дуже нагадує звичайну тканину, з тією лише різницею, що переплетення відбувається не в двох, а в трьох вимірах.

Аксони, що зв'язують різні ділянки мозку, завжди розташовуються у
вигляді геометрично правильної тривимірної мережі

Автори кажуть, що така проста й строга структура була для них несподіванкою. Більшість нейробіологів досі уявляли зв'язки в мозку як "миску зі спагетті", за висловом першого автора статті Вана Відена (Van Wedeen).

Упорядкована тривимірна структура добре видна в локальних ділянках. При розгляді великих частин або мозку цілком видно, що "тканина" починає згинатися відповідно до їх пластичної форми. Чим більш ранні з еволюційної точки зору структури розглядали автори, тим більш сувору впорядкованість вдавалося виявити.

Дослідники стверджують, що ця ієрархія структури відображає як еволюційне походження мозку, так і його індивідуальний розвиток протягом життя. Сувора первісна структура зв'язків є, за їхніми словами, ідеальною основою для нарощування складності.

Раніше британські науковці з Кембріджського університету дійшли висновку, що інтелектуальний розвиток людства досяг свого піку. Науковці вважають, що у людства з точки зору законів фізики і фізіології немає можливості стати ще розумнішим. Щоб розвиватися далі, мозок людини має потребу у величезній кількості додаткової енергії і кисню, який на цьому етапі просто неможливо забезпечити.