Медицинский Центр "Олимп"
Статьи

Карта маршрутов мозга

Новая карта, показывающая маршруты обмена сообщениями в мозге, может помочь объяснить, почему некоторые травмы хуже других.

Некоторые люди используют термин «серое вещество» как жаргонизм для обозначения интеллекта или мозга. Серое вещество на самом деле реально, это один из двух основных типов тканей, составляющих мозг. Белое вещество относится к другому типу. Подобно супермагистралям, его большие пучки нервных волокон соединяют различные области серого вещества. И подобно дорожному движению, важные сообщения перемещаются по белому веществу из одной части мозга в другую. Новая карта этих супермагистралей позволяет понять, почему некоторые травмы головного мозга являются более разрушительными, чем другие: это потому, что они создают пробку — или прямой блокпост — на особенно важной магистрали. Ученые опубликовали эту новую карту белого вещества 11 февраля в журнале Frontiers in Human Neuroscience.

В 1848 году человек по имени Финес Гейдж работал на железной дороге в Вермонте. Внезапно взрыв вогнал большой железный прут прямо в переднюю часть его мозга. Это не убило его (хотя его друзья сообщали, что впоследствии его личность никогда не была прежней). Новая карта помогает объяснить это. Насколько сильно травма влияет на мозг, по-видимому, в значительной степени зависит от того, насколько сильно она повреждает коммуникационные магистрали. “Если бы аналогичная травма Мистера Гейджа произошла в другом месте его мозга, - сказал Джон Ван Хорн в интервью Science News, - повреждение его сети было бы гораздо серьезнее.” Ван Хорн-нейробиолог из Университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе. Чтобы создать новую карту, он и его коллега Андрей Иримия изучили мозг 110 здоровых мужчин. Ученые использовали два вида сканирования. Один тип, называемый МРТ (для магнитно-резонансной томографии), показал основную анатомию мозга. Другая, называемая диффузионной тензорной визуализацией, показывала длинные тракты, или пути, нервных волокон, которые составляют белое вещество. (Эти связанные волокна обшиты защитным слоем белой изоляции, что и дает название ткани.) Оба эксперта использовали компьютер, чтобы объединить информацию от обоих типов сканирования мозга. Полученная карта показала, как белое вещество связывает различные части мозга-почти как провода в электрической цепи.

Затем ученые сделали несколько виртуальных обрезков. Они начали разрывать связи, чтобы посмотреть, что больше всего повредит потоку информации. Ван Хорн сравнил этот процесс с перерезанием проводов, один за другим несущих электричество по всему дому. "Иногда вы перерезаете провод, который на самом деле ничего не меняет, кроме розетки в вашем офисе”, - сказал он Science News. - В другой раз вы идете и перерезаете другой провод, и он отключает электричество во всем вашем доме.” Этот подход показал, какие связи, будучи нарушенными, больше всего вредят ретрансляции информации. Некоторые магистрали кажутся настолько важными, что даже незначительная травма может вызвать серьезные проблемы. Другие звенья могут быть менее важными, объясняя, почему кажущаяся серьезной травма — как у Мистера Гейджа-не была катастрофической.

Новая карта маршрутов мозга — это не первое исследование, посвященное изучению связей в мозге. Но большинство других были сосредоточены на сером веществе, а не на путях белого вещества. Эти два подхода - “разные способы решения одной и той же проблемы”, - сказал Олаф Спорнс в интервью Science News. Спорнс, нейробиолог из Индианского университета в Блумингтоне, не работал над новой картой. Тем не менее, он называет новую карту “очень важным продолжением” предыдущих исследований, в том числе его собственных, о связях внутри мозга.