Людський мозок називають "найскладнішим об" єктом у всесвіті ". Він включає десятки мільярдів нейронів, кожен з яких може утворювати зв'язки з тисячами інших нейронів. Здається, розібратися в цих хитросплетіннях неможливо... насправді, все виявилося набагато простіше - і елегантніше.
Як правило, в подібних дослідженнях використовується трохи інша техніка, дифузійна МРТ, яка полягає в стеженні за дифузією молекул води через оболонки нейронів. Тим самим вчені отримують інформацію про структурний пристрій нейронних ланцюжків і зв'язки між ними. Цього ж разу автори звернулися до модифікації цього методу, дифузійної спектральної МРТ, яка дозволяє більш точно виявити місця, в яких аксони переплітаються і перетинаються один з одним.
Робота проведена як на людях, так і на інших приматах. В результаті автори виявили в мозку свого роду плоскі шари, що складаються з ниток аксонів, що йдуть паралельними рядами, що перетинаються під прямим кутом. Зовсім як у звичайній одежній тканині! Ця прошаркова структура виявляється у всіх досліджених організмів, хоча більш виражена вона у нижчих приматів - таких, як галаго, а при русі «вгору» по еволюційному древу загону ця картина ускладнюється, хоча загальна картина залишається незмінною.
На думку вчених, орієнтація нейронних «ниток» пов'язана з основними осями тіла - верх-низ, право-ліво, передня і задня сторони, які закладаються вже на найбільш ранніх етапах ембріонального розвитку. Це дозволяє всій складній структурі рости і розвиватися правильно, дотримуючись досить простих біохімічних сигналів.
Крім того, автори впевнені, що така організація може пояснити і еволюційне ускладнення структури мозку. Насправді, якщо б вона нагадувала щось на зразок сплутаного клубка спагетті, важко було б пояснити, як окремі мутації крок за кроком приводили до все більш складної і продуктивної організації. Така ж «прошаркова» структура може збільшуватися і ускладнюватися цілком зрозумілим шляхом. Вона ж дає потрібні можливості для утворення нових зв'язків між нейронами в процесі відновлення функцій мозку, загублених через пошкодження. По суті, шари переплетених, майже перпендикулярних «ниток» - це основа, на якій можуть розвиватися більш складні взаємозв'язки.
Така ідея привернула велику увагу фахівців, хоча деякі з них висловлюють певні сумніви. «На мою думку, - говорить професор Девід Ван Ессен (David Van Essen), - ця схема занадто спрощує і узагальнює реальну картину, сумніваюся, що вона застосовна до всього пристрою мозку, в цілому». Критики звертають увагу на той факт, що використаний авторами метод МРТ нездатний безпосередньо виявляти нервові волокна, «як під мікроскопом». Він дає лише зображення, реконструйовані на базі спостереження за дифузією молекул води в магнітному полі. Тож вплив на підсумок може дати безліч зовнішніх факторів, і результати Вена Ведіна і його команди цілком могли стати результатом якихось неврахованих впливів, або просто не охопити волокна, що перетинаються під кутами менше 70 градусів. Принаймні, є кілька свідчень того, що такі перетини можуть виявлятися в мозку.
Словом, остаточна картина ще далека від ясності. Мозок залишається найскладнішим об'єктом у Всесвіті. Принаймні, в тій її частині, що доступна нашій науці.
Щодо прес-релізу NSF