דרך חדשה למיפוי פעילות וקשרים בין אזורים שונים במוח חשפה תובנות חדשות לגבי האופן שבו פונקציות מסדר גבוה יותר כמו שפה, מחשבה וקשב, מאורגנים.
מודלים מסורתיים של פעילות מוח אנושית מייצגים אינטראקציות בזוגות בין שני אזורי מוח שונים. הסיבה לכך היא ששיטות מידול לא התפתחו מספיק כדי לתאר אינטראקציות מורכבות יותר בין אזורים מרובים.
גישה חדשה, שפותחה על ידי חוקרים מאוניברסיטת ברמינגהם, מסוגלת לקחת אותות הנמדדים באמצעות הדמיה עצבית, וליצור מודלים מדויקים מהם כדי להראות כיצד אזורי מוח שונים תורמים לתפקודים ולהתנהגויות ספציפיות. התוצאות מתפרסמות ב תקשורת טבע.
מערכות מורכבות כמו המוח תלויות באינטראקציות בין קבוצות של אזורים, לא רק בין זוגות של אזורים. למרות שאנחנו יודעים – בתיאוריה – שזה המצב, עד עכשיו לא היה לנו את כוח העיבוד הנדרש כדי להדגים את זה".
ד"ר אנריקו אמיקו, חוקר ראשי
במחקר, הקבוצה השתמשה בנתונים מסריקות fMRI שתועדו כחלק מפרויקט Human Connectome. קונסורציום מחקר רחב היקף זה הוקם כדי למפות את המוח האנושי, לחבר את המבנה שלו לתפקוד ולהתנהגות.
סריקות אלו, לעומת זאת, יכולות לספק רק הערכות 'רועשות' של פעילות עצבית, ולכן יש צורך בשיטות סטטיסטיות כדי לנקות את הנתונים ולאסוף הערכות מדויקות של אינטראקציות מאותות הדמיה עצבית.
תוך לקחת 100 נושאים לא קשורים ממאגר הנתונים של הפרויקטים, הצוות הפיק מודלים מפורטים של אינטראקציות מסדר גבוה יותר. הם בדקו אותם בשלושה תחומים מרכזיים, שנועדו לבדוק עד כמה הגישה שימושית.
בראשון, הם הצליחו להראות שניתן לזהות איזו משימה יכול להיות שהאדם עשה בזמן שהותו בסורק ה-fMRI. בתחום המחקר השני, הצוות הראה שניתן לזהות פרט ספציפי מהאותות המוחיים שלו – באמצעות האותות כמעין טביעת אצבע מוחית ייחודית לאדם. ובתחום השלישי, החוקרים הדגימו כיצד ניתן להפריד אותות מוח מסדר גבוה של פרט מהאותות מסדר נמוך, וכיצד ניתן לשייך אותם לתכונות ההתנהגותיות של כל פרט.
ד"ר אנדריאה סנטורו, ממכון CENTAI באיטליה, היא המחברת הראשונה של המאמר. הוא אמר: "הגישה שלנו, מאומתת באמצעות נתונים מאנשים בריאים, מדגימה את היתרונות המהותיים ששיטה זו יכולה להציע למחקר במדעי המוח. בעתיד, שיטה זו תוכל לשמש גם כדי לסייע במודל אינטראקציות אצל אנשים עם מחלות ניווניות, כגון אלצהיימר. , שם הם יכולים לתת תובנות חשובות לגבי האופן שבו תפקוד המוח משתנה לאורך זמן, או אפילו לזהות תסמינים פרה-קליניים של מצבים אלה."
