В статье, опубликованной в журнале Nature Communications Biology, индийские нейробиологи выяснили, что мозг работает не столько за счет сотрудничества, сколько за счет конкуренции между отделами. Оказалось, что до 40% нейронных связей носят подавляющий характер, что критически важно для гибкости мышления и защиты от деменции.
Долгое время в науке доминировало мнение, что разные участки мозга общаются исключительно через положительные, возбуждающие связи. Отрицательные корреляции в активности ученые списывали на шум оборудования. Однако ученые из Индийского технологического института Джодхпура и Национального центра исследования мозга доказали, что от 25 до 40% связей являются конкурентными — они целенаправленно подавляют активность соседних участков.
Математические модели, учитывающие такое соперничество, точнее воспроизводят реальную работу мозга. Совпадение с экспериментальными данными у людей выросло с 0,42 до 0,87, а у мышей — до 0,95 (по показателю коэффициента корреляции Пирсона, где 1 — максимальный результат). Конкурентные связи объединяют зоны с противоположными функциями, например, участки управления движениями и области абстрактного мышления. Благодаря этому механизму мозг эффективнее обрабатывает сложную информацию и адаптируется к изменениям.
Открытие меняет понимание процессов старения. Конкурентные нейронные связи созревают дольше всего — их формирование завершается лишь к тридцати годам. Именно этот каркас обеспечивает человеку когнитивный резерв — способность нервной системы компенсировать возрастные изменения.
В пожилом возрасте начинается естественное разрушение этих длинных связей. У здоровых людей процесс идет плавно, но при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, конкурентный каркас разрушается ускоренными темпами. Сеть мозга, ответственная за память, теряет способность подавлять другие зоны, что приводит к стремительной потере интеллектуальных функций. Понимание этого механизма позволит врачам создавать персонализированные виртуальные модели мозга, чтобы предсказывать развитие слабоумия и подбирать терапию задолго до появления необратимых симптомов.
Ранее ученые раскрыли, как мозг «состаривает» сам себя.
