Studie více než 1 000 snímků magnetické rezonance odhalila, že vzorce propojení mozku mohou předvídat funkce, jako je jazyk, paměť a rozhodování.
Na myšlence, že náš mozek nejen zpracovává informace, ale že tak činí podle vnitřního „plánu“, je něco fascinujícího. Je to neviditelný vzor, který určuje, jak mluvíme, jak si pamatujeme, jak se rozhodujeme nebo dokonce jak rozpoznáváme tváře v davu. Nová studie nyní přinesla jeden z nejpřesvědčivějších důkazů, že tento plán je skutečný. A není to metafora – je to ve způsobu, jakým jsou různé oblasti mozku propojeny.
Mapa založená na spojeních
Neurověda už léta zkoumá, která část mozku se aktivuje, když děláme něco konkrétního: mluvíme, posloucháme hudbu nebo řešíme problém. Tento výzkum však mění zaměření. Místo toho, aby se zaměřil pouze na to, která oblast se na magnetické rezonanci rozsvítí, zkoumá, jak je propojena.
Závěr studie je jasný: vzorce propojení mezi oblastmi mozku již obsahují vodítka o jejich funkci. To znamená, že způsob, jakým daná oblast komunikuje se zbytkem mozku, může předvídat, jaký úkol vykonává.
Výzkumníci popisují každou oblast jako „otisk prstu“. Stejně jako nejsou otisky prstů dvou lidí stejné, nemají ani dvě oblasti mozku stejný vzorec spojení. A zdá se, že tento otisk přímo souvisí s tím, co daná oblast dělá.
Více než tisíc mozků pod mikroskopem
Aby tým dospěl k těmto závěrům, použil data z projektu Human Connectome Project, který zahrnuje snímky magnetické rezonance více než 1 000 účastníků. Tyto snímky ukazují, jak jsou jednotlivé oblasti mozku propojeny.
Kromě toho tyto informace zkombinovali s kognitivními mapami vytvořenými pomocí metaanalytického nástroje, který dává do souvislosti konkrétní mentální funkce (jazyk, rozhodování, vnímání tváří) se vzorci aktivace mozku.
Výsledek výzkumníkům vyrazil dech: výpočetní modely dokázaly poměrně přesně předpovědět, které oblasti budou (nebo nebudou) aktivovány na základě vzorce jejich propojení. Zdálo se, že vnitřní architektura mozku předvídá vše – od vedení rozhovoru po rozpoznání tváře nebo volbu mezi dvěma možnostmi.
Kde se to projevuje nejvíce: v komplexních dovednostech
Zdá se, že souvislost mezi propojením a funkcí existuje prakticky v celém mozku, ale obzvláště silná je v oblastech zodpovědných za dovednosti na vysoké úrovni, jako je paměť nebo exekutivní funkce.
Dává to smysl, pokud se nad tím důkladně zamyslíte: tyto schopnosti se vyvíjejí po léta a vyžadují koordinaci mezi více oblastmi mozku. Čím více tyto okruhy používáme, tím jemnější se zdá být jejich vnitřní uspořádání.
Naproti tomu nejzákladnější smyslové funkce, jako je zrak nebo sluch, vykazují poněkud volnější vztah mezi propojením a funkcí. Ne proto, že by neexistovaly, ale proto, že jejich vývoj je dřívější a přímočařejší.
Základ pro pochopení toho, co se děje, když se něco pokazí
Kromě vědecké zajímavosti má toto zjištění důležité důsledky. Pokud víme, jak vypadá typická „mapa“ zdravého mozku, můžeme ji porovnat s mapou lidí s neurologickými nebo psychiatrickými poruchami.
Změny v těchto vzorcích propojení by mohly pomoci vysvětlit, proč jsou některé funkce změněny u nemocí, jako je Alzheimerova choroba, deprese nebo některé neurovývojové poruchy.
Studie posiluje silnou myšlenku: mozek není jen souborem nezávislých částí, ale organizovanou sítí, kde struktura a funkce jdou ruku v ruce. A co je možná nejzajímavější, způsob, jakým myslíte, rozhodujete se nebo si pamatujete, může být doslova zapsán ve vnitřním zapojení vaší mysli.
Budoucí důsledky a praktické využití
Tento objev otevírá dveře novým formám diagnostiky a léčby. Například v oblasti personalizované medicíny bude možné vyvinout specifické terapie, které se zaměří na změněné vzorce propojení, a ne pouze na léčbu příznaků nemoci. To by mohlo přinést revoluci v léčbě poruch, jako je autismus, schizofrenie a další neurologické problémy.
Kromě toho by tyto poznatky mohly být užitečné při vývoji rozhraní mozek-počítač, jejichž cílem je interpretovat a využívat mozkové signály k ovládání externích zařízení. Lepší pochopení toho, jak jsou různé oblasti mozku uspořádány a jak spolu komunikují, by mohlo výrazně zlepšit přesnost a účinnost těchto technologií.
V neposlední řadě má tento typ výzkumu také potenciál ovlivnit vzdělávání a učení. Pochopením toho, jak se kognitivní dovednosti rozvíjejí a vylaďují prostřednictvím mozkového propojení, bychom mohli navrhnout výukové metody, které optimalizují rozvoj mozku u dětí i dospělých.
Studium „mapování“ mozku nám nejen pomáhá lépe pochopit, jak lidský mozek funguje, ale také nabízí nekonečné možnosti pro zlepšení lidského zdraví a pohody.