Учёные нашли математическую схему, по которой нейроны распределены в мозге

Задумывались ли вы когда-нибудь, как нейроны укладываются в нашем мозге? Не просто «как-то укладываются», а по какому принципу? Оказывается, существует математическая схема, общая для всех млекопитающих — от мыши до человека. И её расшифровка может помочь нам создавать гораздо более точные компьютерные модели мозга.

У человека и многих других млекопитающих нейроны распределены по очень специфической математической схеме. Это открытие может помочь исследователям в будущем создавать более совершенные компьютерные модели мозга.

Изучаемая плотность нейронов

Нейроны — главные действующие лица в нервной системе. Они образуют сети, которые позволяют нам мыслить, чувствовать, запоминать и двигаться. Но как именно они распределены по разным зонам коры? Вопрос, на который до сих пор не было точного ответа.

Учёные из немецкого Forschungszentrum Jülich и Гарварда решили это исправить. Они собрали данные по шести видам: мыши, мартышке, макаке, галаго (это такой ночной примат), павиану и человеку. И сравнили плотность нейронов в разных участках коры.

Логнормальное распределение нейронов

Оказалось, что у всех шести видов нейроны распределены по одной и той же математической схеме — логнормальному распределению. Звучит сложно, но на деле это означает вот что: есть много областей со средней плотностью нейронов, и есть небольшое количество зон, где нейронов гораздо больше. На графике это выглядит как кривая с длинным «хвостом» вправо.

«Такое распределение позволяет нам исследовать это статистически и может помочь найти взаимосвязь между плотностью нейронов и связностью в мозге», — объясняет доктор Айтор Моралес-Грегорио, соавтор работы.

Другими словами, мозг не заполняет нейронами всё подряд равномерно. Он создаёт «горячие точки» — участки с аномально высокой плотностью, которые, вероятно, играют ключевую роль в обработке информации.

Сейчас учёные пытаются понять, как эта схема связана с тем, как нейроны соединяются друг с другом. И, что ещё важнее, могут ли сбои в этом распределении приводить к неврологическим заболеваниям. Возможно, через несколько лет мы сможем диагностировать проблемы по тому, насколько плотность нейронов в конкретной зоне отклоняется от «нормального хвоста».

Подробности исследования опубликованы в журнале Cerebral Cortex.