Биологи обнаружили строгий порядок в основе строения мозга

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

Как показали результаты исследования, белое вещество представляет собой трехмерную ткань, где волокна располагаются перпендикулярно друг другу. Работа опубликована в журнале Science.

Для установления связей между нейронами исследователи использовали разновидность Магнитно-Резонансной Томографии - диффузионную МРТ. Этот метод определяет неравномерность в скорости диффузии молекул воды. Если молекулы находятся в непосредственной близости от аксонов, то их диффузия будет наибольшей вдоль направления аксона.

Имея трехмерную карту неоднородности диффузии, можно с помощью компьютерной обработки получить карту структуры связей в мозге. Этот метод называется трактографией.

Рассматривая полученные изображения мозга человека и обезьян, авторы заметили, что аксоны, связывающие разные участки мозга, всегда располагаются в виде геометрически правильной трехмерной сети, где волокна располагаются перпендикулярно друг другу. Переплетение нейронов очень напоминает обычную ткань, с той лишь разницей, что переплетение происходит не в двух, а в трех измерениях.

Авторы говорят, что такая простая и строгая структура была для них неожиданностью. Большинство нейробиологов до сих пор представляли связи в мозге как "миску со спагетти", по выражению первого автора статьи Вана Видена (Van Wedeen).

Упорядоченная трехмерная структура хорошо видна в локальных участках. При рассмотрении крупных частей или мозга целиком видно, что "ткань" начинает изгибаться в соответствии с их пластичной формой. Чем более ранние с эволюционной точки зрения структуры рассматривали авторы, тем более строгую упорядоченность удавалось обнаружить.

Исследователи утверждают, что эта иерархия структуры отражает как эволюционное происхождение мозга, так и его индивидуальное развитие в течение жизни. Строгая первоначальная структура связей является, по их словам, идеальной основой для наращивания сложности.

Ранее британские ученые из Кембриджского университета пришли к выводу, что интеллектуальное развитие человечества достигло своего пика. Ученые полагают,что у человечества с точки зрения законов физики и физиологии нет возможности стать еще умнее. Чтобы развиваться дальше, мозг человека нуждается в огромном количестве дополнительной энергии и кислорода, который на настоящем этапе просто невозможно обеспечить.

Другие новости по теме

Ученые создали самую подробную карту мозга человека Ученые получили самое детальное компьютерное изображение человеческого мозга, пишет Паллаб Гош из отдела науки Би-би-си.

Ученые составили "вкусовую карту" мозга Каждый из пяти вкусов, которые могут ощущать млекопитающие, имеет в мозге свое собственное "представительство" - группу нейронов, реагирующих только на конкретный вкус, пишет группа американских ученых под руководством Чарльза Цукера из Колумбийского университета в статье, опубликованной в журнале Science.

Ученые опубликовали 3D-карту мозга Международная группа ученых подготовила полную 3D-карту мозга человека, пишет журнал Science.

Создана подробная 3D-карта человеческого мозга - видео Ученые создали трехмерную карту головного мозга человека, позволяющую увидеть каждую отдельную клетку этого самого сложного органа.

Биологи выяснили происхождение клеток-канделябров Американские ученые из лаборатории Колд Спринг Харбор установили клональное происхождение клеток-канделябров, нейронов коры головного мозга, объединяющих информацию от сотен "обычных" нейронов.