ИСТОРИЯ МЕДИЦИНЫ

Структура активности мозга во время прослушивания рассказов оказалась фракталоподобной

Во время прослушивания коротких рассказов паттерн активности мозга человека приобретает фрактальную структуру. К такому выводу пришли американские ученые, статью которых опубликовал научный журнал Nature Communications.

"Мы проверили предположение о том, что умственная деятельность человека отражается на структуре и активности самых крупных сетей нервных клеток в мозге. Наши наблюдения за работой мозга добровольцев, которые слушали устную речь, подтвердили эту теорию. Это говорит о том, что фрактальные структуры играют важную роль в высшей нервной деятельности человека", – пишут исследователи.

На то, что мозг человека и других животных по своему устройству и характеру связей между отдельными нервными клетками похож на фракталы, ученые заметили уже давно. Пока они не могут сказать, как это влияет на способность человека мыслить и работу всей нервной системы.

В новой работе нейрофизиологи под руководством доцента Дартмутского колледжа (США) Джереми Мэннинга с помощью специального алгоритма изучили, как крупные и небольшие вспышки активности в мозге связаны друг с другом на разных пространственных масштабах, а также проследили за тем, и как они меняются со временем.

В ходе исследования 36 добровольцев слушали набор из коротких рассказов. Структура их части была обычной, в других ученые перемешали часть абзацев местами или же переставили значительную часть слов случайным образом. Во время прослушивания активность их мозга исследовали с помощью магнитно-резонансных томографов.

После прослушивания каждого отрывка Мэннинг и его коллеги просили добровольцев кратко пересказать суть каждого текста и при этом отслеживали, как менялся характер работы их мозга. Впоследствии нейрофизиологи объединили все эти данные и обработали их при помощи созданного ими алгоритма для поиска связей между разными цепочками нейронов и регионами активности.

Эти расчеты показали, что рисунок активности мозга при прослушивании обычных рассказов была максимально похожим на фракталы, которые состояли из четырех вложенных друг в друга самоповторяющихся структур. Перестановки абзацев и слов вносили в структуру фракталов значительные нарушения, выраженность которых четко отражало то, насколько хорошо добровольцы поняли смысл текста.

При этом нейрофизиологи обнаружили, что структура фрактальных сетей мозга в любой конкретный момент времени позволяет почти безошибочно понять, какую часть текста прослушивали добровольцы. В перспективе, это позволит ученым расшифровать то, как человеческое сознание декодирует поступающую информацию из разных органов чувств и областей мозга, а также объединяет эти наборы данных в целостные мысли, подытожили Мэннинг и его коллеги.

По материалам сайта ТАСС