Ученые пересмотрели понимание о том, как работает префронтальная кора 🧠

В Nature Neuroscience вышла статья, которая меняет наше понимание о работе префронтальной коры. Авторы провели масштабный эксперимент на бодрствующих мышах, используя технологию Neuropixels — это зонды высокой плотности, позволившие записывать активность 24 000 нейронов одновременно. Ученые фиксировали как спонтанную активность (когда мышь просто отдыхает), так и активность во время выполнения когнитивных задач (реакция на звуки, принятие решений).

Для обработки данных использовали алгоритмы машинного обучения (самоорганизующиеся карты Кохонена), чтобы сгруппировать нейроны не по их месту в «атласе», а по паттерну их «разрядов» (частота, регулярность, склонность к вспышкам). Оказалось, что функция важнее строения, а карта активности нейронов не совпадает с картой их расположения. Мозг организован не как «комнаты в квартире», а скорее как «потоки данных в сети».

Раньше мозг делили на зоны по их строению (цитоархитектонике) — где клетки плотнее, где слои толще. Оказалось, что функциональные карты префронтальной коры не совпадают с привычными анатомическими границами (такими как прелимбическая или инфралимбическая кора). Вместо жестких зон кора представляет собой плавный переход функциональных состояний. Организация нейронов в коре следует внутренней иерархии информационных потоков. А «электрический след» нейрона рассказывает об организации мозга гораздо больше, чем его форма или принадлежность к конкретному слою ткани.

Зоны префронтальной коры, находящиеся на «вершине» иерархии (центры интеграции данных), характеризуются медленной и регулярной спонтанной активностью. Это считается оптимальным режимом для объединения потоков информации из разных частей мозга. Нейроны, которые наиболее активно участвуют в когнитивных задачах и выборе действий, оказались сосредоточены в специфических функциональных модулях иерархии. Для них, наоборот, характерна высокая частота разрядов.

То есть префронтальная кора — это не набор отдельных центров, а сложная иерархия. Чем выше нейрон на этой лестнице, тем важнее его роль в объединении данных. Это открывает путь к новым методам лечения: если мы знаем «правильный» ритм для высших когнитивных функций, мы сможем точнее настраивать стимуляцию мозга при депрессиях или СДВГ.

#открытие