Įvairūs smegenų regionai yra sujungti neuronų tinklais ir sąveikauja per juos. Tačiau nėra gerai suprantama, kiek neuronų laidai skatina bendrą funkciją tarp šių skirtingų regionų. Ar šis struktūros ir funkcijos santykis visose smegenyse yra vienodas? Tas pats visose funkcijose?
Jeilio mokslininkai dabar nustatė, kad šis ryšys yra kintamas, apie kurį jie neseniai pranešė Gamtos komunikacijos.
Tyrimo metu mokslininkai iš didelių duomenų saugyklų ištraukė tiek struktūrinius, tiek funkcinius smegenų duomenis ir apskaičiavo, kaip skirtingų smegenų regionų koaktyvavimą (funkciją) galima paaiškinti neuronais, kurie juos tiesiogiai sujungė (struktūra). Jie įvertino tai įvairiuose smegenų regionuose ir daugiau nei 300 smegenų funkcijų.
„Mes nustatėme, kad šis ryšys egzistuoja gradientu“, – sakė pagrindinis autorius Evanas Collinsas, kuris dabar yra MIT magistrantas, bet atliko tyrimą kaip Jeilio neuromokslų neuroanalytics tyrimų grupės, kuriai vadovavo Dennisas Spenceris ir Hittenas Zaveri, bakalauras.
„Ryšys tarp struktūros ir funkcijos buvo stipresnis pirminėse sensorinėse ir motorinėse žievės srityse bei suvokimo ir motorinėse funkcijose“, – sakė Collinsas. „Jis buvo silpniausias sudėtingų pažinimo funkcijų asociacijos žievėje. Be to, būdas, kuriuo žmonės atskiria žodžių prasmę, atspindi šį nervinį gradientą, atskleidžiantį, kaip mūsų kalba informuoja mus apie mūsų smegenų organizaciją.”
Žmogaus smegenų evoliucija gali padėti paaiškinti šį gradientą. Viena iš galimų priežasčių yra ta, kad nors tiesioginių smegenų regionų ryšių pakako tokiems gebėjimams kaip regėjimas ir judėjimas, smegenims išsiugdžius pažangesnius gebėjimus, pavyzdžiui, sudėtingą pažinimą, šie tiesioginiai ryšiai išnaudojo savo naudingumą.
„Gali būti, kad smegenys sukūrė daugiau netiesioginių ryšių tarp regionų, kad sukurtų naujus, pažangesnius gebėjimus”, – sakė Zaveri, vienas iš vyresniųjų tyrimo autorių ir Jeilio medicinos mokyklos neurologijos docentas.