Нейробиологи сделали большой шаг вперед в изучении человеческого мозга, создав самую подробную на сегодняшний день карту его функциональных участков. Она была создана с использованием данных, полученных при помощи функционального МРТ-сканирования мозговой активности участников, которые смотрели отрывки из известных фильмов, например, «Начало», «Социальная сеть» и «Один дома».
По словам ведущего автора работы, нейробиолога Массачусетского технологического института Резы Ражимехра, это первая попытка «создать схему различных областей мозга в условиях, приближенных к реальным».
Большинство исследований функциональных зон мозга ранее проводились на основе фМРТ-сканов в состоянии покоя, когда участников просят просто лежать и не думать о чем-то конкретном. Однако при отсутствии внешних стимулов многие части мозга остаются относительно неактивными, и это ограничивает оценку того, как мозг реагирует на сложные аудиовизуальные стимулы.
Чтобы получить более ясное представление о том, как мозг обрабатывает поступающие сигналы, ученые использовали данные проекта Human Connectome Project. Этот проект включает фМРТ-сканы, полученные у 176 молодых взрослых, которые смотрели короткие отрывки из различных фильмов в течение 60 минут. На основании этих данных исследователи при помощи ИИ провели анализ активности различных участков мозга в зависимости от содержания сцен: были ли в них люди, животные, объекты, музыка, речь или сюжетные повороты.
Работа выявила 24 различные зоны мозга, каждая из которых была связана с определенными аспектами сенсорной или когнитивной обработки. Например, некоторые зоны специализировались на распознавании человеческих лиц или движений, другие — на восприятии объектов, речи или социальных взаимодействий. Ученые также обнаружили, что при просмотре сцен, требующих большего осмысления, активизируются так называемые «исполнительные» области мозга, отвечающие за сложные процессы, такие как планирование и решение задач.
«Когда сцены легко воспринимаемы, например, если герои ясно разговаривают, активизируются области мозга, связанные с языковой обработкой, — объясняет Ражимехр. — Однако при просмотре сложных сцен, в которых присутствует двусмысленность или требуется анализ контекста, мозг переходит к активизации исполнительных зон, чтобы справиться с когнитивной нагрузкой».
Поскольку исследование основано на усредненных данных, ученые планируют расширить работу, изучив, как отличаются функциональные карты мозга у разных людей, включая возрастные группы или людей с психическими расстройствами. В будущем, индивидуальные карты активности мозга помогут более детально связать особенности поведения и восприятия с конкретными нейронными сетями.
«Мы стремимся изучить, как содержание каждого кадра активирует те или иные участки мозга», — подытожил Ражимехр.
Ранее ученые открыли новые клетки человеческого мозга, хранящие память.