Первые карты, показывающие сеть взаимодействий между нейронами головного мозга, свидетельствует, что никакой вертикальной иерархии здесь нет — все демократично, как в Интернете.

За более чем столетие исследований мозга ученые сумели составить достаточно детальные карты связей между нейронами головного мозга — но никто по‑прежнему не понимает, как организована иерархия и взаимодействие отдельных его центров. Конечно, такие карты не охватывают человеческий мозг целиком, во всей его колоссальной сложности и запутанности. Однако современные технологии в принципе открывают такую возможность, и даже уже объявлено о 30-миллионном гранте на создание максимально подробной карты.

В новом же исследовании американские нейрофизиологи Ричард Томпсон (Richard Thompson) и Ларри Свонсон (Larry Swanson) не ставили перед собой столь масштабной задачи. Они сконцентрировались лишь на небольшом фрагменте мозга крысы, связанном с «центром удовольствия», который обеспечивает эмоциональное вознаграждение при поедании пищи.

Используя флуоресцирующие красители, ученые могли для каждого нейрона определять, откуда получен сигнал и куда передан впоследствии, отслеживая до 4 последовательных шагов этой передачи. Таким способом ученые составили карту взаимодействия нейронов, связанных с центром удовольствия, и обнаружили, что никакой иерархической организации у них не наблюдается.

Здесь стоит сделать отступление и сказать, что специалисты давно и горячо дискутируют по вопросу о том, как же организован мозг в целом — как иерархическая система с «вертикалью власти», от низших к высшим областям, ответственным за сознание, или же как плоская распределенная сеть, лишенная определенного центра. Как Интернет.

«Мы взяли один регион и взглянули на его связи. Обнаружилась весьма сложная сеть взаимодействий, совсем непохожая на иерархическую структуру — в ней нет ни вершины, ни основания», — поясняет профессор Свонсон.

Подобная гибкая организация, по его мнению, может объяснять удивительные способности мозга сохранять функциональность при сильном поражении. Практически для любой связи существует альтернативный маршрут, и ни одна из частей не является абсолютно необходимой для работы системы в целом.

Конечно, идея о такой распределенной организации нейронной сети в мозге еще далека от того, чтобы стать признанной теорией. Но первые шаги к этому она, похоже, делает.

По пресс-релизу University of Southern California