Baltosios smegenų medžiagos jungčių žemėlapis: mūsų smegenys veikia kaip socialinis tinklas

Pietų Kalifornijos universiteto (University of Southern California, USC) neurologai sukūrė pirmąjį smegenų baltosios medžiagos žemėlapį su svarbiausiomis jungtimis, užtikrinančiomis smegenų funkcijas.

Jų darbas, vasario 11 dieną paskelbtas paskelbtas atviros prieigos žurnale „Frontiers in Human Neuroscience“, mokslininkų teigimu, turės didelę reikšmę, siekiant suprasti smegenų sužeidimų ir ligų pasekmes.

„Norėdami geriau paaiškinti savo tyrimo rezultatus, mes sukūrėme terminą „baltosios medžiagos atraminiai taškai“ (angl. white matter „scaffold’), nes jie pasirodė besantys esminiai informacinio tinklo struktūroje, palaikančioje normalią smegenų veiklą“, teigė vienas iš darbo autorių Džonas Darelas (John Darrell) iš Pietų Kalifornijos universiteto Neuroinformatikos instituto. „Nors visos jungtys smegenyse yra reikšmingos, tačiau jų tarpe yra savotiškų „pagrindinių veikėjų“.

Pasirodė, kad svarbiausios smegenų baltosios ir pilkosios medžiagos sritys ne visada yra šalia. Pilkoji medžiaga – tai išorinė smegenų sritis, su neuronais, kuriuose informacija yra tvarkoma ir saugoma.

Ankstesni įvairių mokslininkų tyrimai yra nustatę tas pilkosios medžiagos sritis, kurias pažeidus, įvyksta neproporcingai dideli sutrikimai.

Tačiau dabartinis tyrimas parodė, kad labiausiai pažeidžiamos baltosios medžiagos sritys nebūtinai yra tos, kurios turi jungtis su pažeidžiamiausiomis pilkosios medžiagos sritimis. Tai paaiškina kodėl kartais iš pažiūros nedidelės smegenų traumos gali turėti katastrofiškus padarinius.

„Kartais žmonės gali patirtis tarsi ir sunkias galvos traumas, tačiau sugeba greitai pasveikti. Kita vertus, kai kuriems žmonėms iš pažiūros nedidelės traumos turi labai sunkias klinikines pasekmes“, teigia tyrėjai. „Šis tyrimas padės mums geriau diagnozuoti galvos smegenų traumas ir nustatyti, kodėl kai kurios baltosios medžiagos jungtys yra tokios svarbios“.

Tyrėjai palygino savo sudarytą smegenų žemėlapį su socialiniais tinklais. Norint suprasti, kaip veikia smegenys, nepakanka atsižvelgti tik į pagrindinius pilkosios medžiagos mazgus – analogija socialiniams tinklams būtų asmenys, prisijungę prie interneto.

Smegenyse svarbus ir jungčių su baltąja medžiaga stiprumas, ypač surastuose „atraminiuose taškuose“.

Jei nutrūksta interneto ryšys, socialinio tinklo dalyvis nebegauna pranešimų, lygiai taip pat nutraukus baltosios medžiagos jungtį, ryšio kanalas nebeveikia, jei tik jo funkcijų negali perimti kitos smegenų sritys.

Tyrimo duomenys buvo gauti, tiriant šimto dešimties žmonių smegenis magnetinio rezonanso metodu, o šis darbas – tai platesnio viso pasaulio mokslininkų tyrimo dalis, kurio tikslas – sudaryti visą žmogaus smegenų žemėlapį su 100 milijardų neuronų ir 1000 trilijonų jungčių tarp jų.