İnsan beyninin mürəkkəbliyi – 100 trilyondan çox əlaqə ilə güclü 86 milyard neyron – mücərrəd düşünməyə, dil əldə etməyə, qabaqcıl düşünməyə və problem həll etməyə, yaradıcılıq və sosial qarşılıqlı əlaqəyə imkan verir. Beyin siqnalizasiyası və dinamikasındakı fərqlərin fərdlərdə necə unikal idrak və davranış meydana gətirdiyini başa düşmək çoxdan nevrologiya tədqiqatlarının məqsədi olmuşdur, lakin bir çox hadisələr hələ də açıqlanmır.

Sent-Luisdəki Vaşinqton Universitetində nevroloqlar və mühəndislər tərəfindən aparılan bir araşdırma fərdi sinir dinamikasına dair fikirlər təklif edən fərdiləşdirilmiş beyin modelləri yaratmaq üçün yeni üsulla bu bilik boşluğunu aradan qaldırır. McKelvey Mühəndislik Məktəbinin Preston M. Green Elektrik və Sistem Mühəndisliyi Departamentinin dosenti ShiNung Ching və İncəsənət və Elmlərdə Psixologiya və Beyin Elmləri Departamentinin professoru Todd Braverin rəhbərlik etdiyi əsər, yanvarın 1-də nəşr olundu . PNAS -da 17 , tədqiqatçılara qeyri-invaziv məlumatlardan ətraflı məlumat əsasında fərdiləşdirilmiş beyin modelləri yaratmağa imkan verəcək yeni bir çərçivə təqdim edir. yüksək temporal rezolyusiyaya malik beyin skanları. Bu cür fərdiləşdirilmiş modellərin tədqiqat və klinik şəraitdə tətbiqləri var, burada onlar nevrologiya və nevroloji vəziyyətlərin müalicəsində irəliləyişləri dəstəkləyə bilər.

WashU-da Braver və Ching ilə postdoktorluq əməkdaşı olarkən tədqiqat aparan və hazırda Universitetdə dosent vəzifəsində çalışan ilk müəllif Metyu Sinq, “Bu tədqiqat beyin dinamikasında insandan insana dəyişkənliyi anlamaq ehtiyacımızdan irəli gəlir” dedi. Illinois Urbana-Champaign. “Biz insan beynində fəaliyyət göstərən biofiziki mexanizmlərin tam spektrini izah etmirik , lakin biz beyin mexanikası və sınaqdan keçirilə bilən proqnozlar haqqında anlayışlar verən yeni modelləşdirmə çərçivəmizlə sağlam fərdlərin niyə fərqli beyin dinamikasına malik olduğunu aydınlaşdıra bilirik. beyin hadisələri.”

Komandanın texnikasının əsas üstünlüyü onun alfa və beta dalğalarının yaranmasında fərdi variasiyaları görmək və onları beyindəki qlobal dəyişikliklərlə əlaqələndirmək qabiliyyətidir. Fərqli elektrik tezlikləri ilə xarakterizə olunan bu iki növ beyin dalğaları müxtəlif idrak vəziyyətləri və funksiyaları ilə əlaqələndirilir. Məsələn, alfa dalğaları meditasiya kimi rahat vəziyyətlərlə, beta dalğaları isə qərar qəbul etmək və problem həll etmək kimi həyəcanlı və aktiv vəziyyətlərlə əlaqələndirilir. Alfa dalğalarının pik tezliyindəki dəyişiklik ənənəvi olaraq beyin və davranışdakı fərdi fərqlərin etibarlı ölçüsü olmuşdur.

Tədqiqat alfa və beta tezlikli salınımlardakı fərqləri həyəcanverici neyronlar – digər neyronlara siqnal ötürməklə və ötürməklə fəaliyyəti gücləndirənlər və digər neyronlara deyərək fəaliyyəti tənzimləyən inhibitor neyronlar arasındakı tarazlıqdakı beyin genişliyi ilə əlaqələndirir. atəş etmək. Tədqiqatçılar fərdiləşdirilmiş modellərin qlobal fərdi alfa və beta nümunələrini təkrarlaya biləcəyini və gələcək beyin miqyasında fəaliyyətini dəqiq proqnozlaşdıra biləcəyini göstərərək, onların çərçivələrinin izahedici gücünü təsdiqlədilər.

“Bu yeni texnika beyin fəaliyyətinin qeyri-invaziv ölçülməsinə əsaslanan fərdi beyin dinamikasının əsasını təşkil edən mexanizmləri araşdırmaq üçün güclü alət təqdim edir” dedi Çinq. “Bu, bizə yüksək səviyyəli nevrologiyanı inkişaf etdirməyə, gələcək beyin fəaliyyətini proqnozlaşdıra bilən fərdlər üçün dəqiq beyin modelləri yaratmağa və bu biliklərdən fərdi tibbi müdaxilələri məlumatlandırmaq üçün istifadə etməyə imkan verəcək.”

“Modelimizin davamlı əməkdaşlığı, genişləndirilməsi və təkmilləşdirilməsi bu layihənin növbəti addımlarının əsas hissəsi olacaq”, – Braver əlavə edib. “Bizim innovativ yanaşmamız beyin dinamikasında fərdi variasiyanın koqnitiv fəaliyyətdə fərqlərə necə gətirib çıxardığına dair yeni anlayışlar təqdim etmək potensialına malikdir. Ümid edirik ki, bu çərçivə həm də neyrostimulyasiya kimi koqnitiv funksiyaları gücləndirməyin yeni yollarını da məlumatlandıra bilər.”

Daha çox məlumat: Matthew F. Singh et al, Kortikal dinamikanın dəqiq məlumatlara əsaslanan modelləşdirilməsi beyin elektrofiziologiyasını dəstəkləyən şəxsə xas mexanizmləri ortaya qoyur, Milli Elmlər Akademiyasının əsərləri (2025). DOI: 10.1073/pnas.2409577121

Jurnal məlumatı: Milli Elmlər Akademiyasının Materialları Sent-Luisdəki Vaşinqton Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir