Нова структурно-функціональна карта ділить кору великих півкуль на 180 ділянок.
Кора мозку влаштована надзвичайно складно - різні її ділянки відрізняються один від одного як за функціями, так і за клітинним пристроєм. Природно, тим, хто почав займатися мозком, дуже скоро знадобилася «карта місцевості» для мозкової кори, і своєрідним золотим стандартом тут стала система цитоархітектонічних полів, опублікована німецьким неврологом Корбініаном Бродманом ще в 1909 році.
Ці поля відрізняються за морфологією клітин і за тим, як клітини в них покладені один відносно одного (тобто за клітинною цитоархітектонікою). Поля Бродмана виявилися надзвичайно корисні, але все ж у не були деякі істотні мінуси.
По-перше, сам Бродман побудував свою карту на матеріалі всього одного мозку, взятого від померлої людини. Надалі будову полів кори уточнювали вже на більш різноманітному матеріалі, і до чистої морфологічних параметрів додалися функції: за що відповідає одна ділянка, за що інша, тощо. Однак чим більше нейробіологи дізнавалися про мозок, тим ясніше ставало, що кору півкуль потрібно картувати заново, використовуючи кілька ознак одночасно.
За цю роботу взялися Метью Глассер (Matthew F. Glasser) і його колеги з Вашингтонського університету в Сент-Луїсі, Оксфорда, Університету Міннесоти та Університету Неймегена. Вони взяли масив даних магнітно-резонансної томографії (МРТ), накопичених в рамках проекту Коннектом Людини (нагадаємо, що мета проекту Коннектом Людини в тому, щоб повністю описати структуру зв'язків в нашому мозку).
Дослідників цікавили результати структурної МРТ, яка дозволяє встановити, наприклад, товщину тих чи інших ділянок кори та інші подібні особливості, і функціональної МРТ, за допомогою якої можна побачити функцію тієї чи іншої зони мозку. При цьому мозок під час сканування може відпочивати, і тоді ми розрізнимо його базову функціональну топографію, або ж виконувати якесь завдання - і тоді ми побачимо, які ділянки працюють над конкретною процедурою. Для побудови нової карти кори використовували дані фМРТ, отримані при виконанні семи завдань, від аудіотестів до математичних завдань.
Таким чином, алгоритм, який шукав у корі функціональні поля, повинен був оперувати відразу декількома параметрами, структурними і функціональними. У підсумку вдалося виявити цілих 180 полів у кожній півкулі, 83 з яких раніше вже були описані в літературі, а ось 97 виявилися досі невідомими.
Алгоритм працював з результатами МРТ-сканування 210 добровольців проекту Коннектом Людини, і відразу ж виникало питання, чи вдасться визначити ті ж зони у інших людей? Чи не вийде так, що карта зі 180 полів має сенс тільки для тих двох сотень людей, на яких навчали вищезгаданий алгоритм?
Але коли спробували проаналізувати набір МРТ-даних від «сторонніх» людей, то у них зони кори визначалися майже так само. Більше того, автори роботи також змогли визначити індивідуальні відмінності між тими чи іншими ділянками. (Про всяк випадок уточнимо, що індивідуальні відмінності не означають, що мозок в одного влаштований так, а в іншого - інакше, просто зони можуть працювати з різною ефективністю і бути в раній мірі розвиненими; аналогічним чином, якщо ми бачимо поруч високу людину і малорослу, ми не говоримо, що у них різний план будови.)
Очевидно, що нова карта (описана в статті в Nature) стане в нагоді як у фундаментальній науці, так і в медицині. Правда, і у неї теж є свої мінуси, пов'язані, в першу чергу, з тим, що у МРТ все-таки недостатньо висока просторова роздільна здатність, тобто кора мозку може насправді ділитися на ще більше число полів.
З іншого боку, належить ще з'ясувати, як влаштовані нові 180 зон на рівні клітин, синапсів і їх молекулярних характеристик. Ну і, нарешті, не будемо забувати про недавню роботу, яка поставила під питання тисячі і тисячі результатів МРТ-сканування - будемо сподіватися, що нова карта кори від цього викриття не надто постраждає.