Изучив снимки функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) мозга около ста молодых взрослых людей ученые из Сиднейского университета и Фуданьского университета обнаружили спиралевидные волны, распространяющиеся по всему внешнему слою нейронной ткани. Обнаруженные исследователями сигналы мозга распространяются по всей коре и являются повсеместными, как в состоянии покоя, так и во время выполнения когнитивных задач.
Учёные отметили, что спирали мозга вращаются вокруг центральных точек, которые они назвали “центрами фазовой сингулярности”, а сами центры распространяются по коре, создавая богатую пространственно-временную динамику. Они отмечают, что спирали могут перемещаться в коре головного мозга на расстояние до десяти сантиметров. Команда также сообщает, что распределение спиралей в левом и правом полушариях демонстрирует определенную степень симметрии; они заметили, что скопления спиралей с противоположными направлениями вращения, как правило, находятся в одних и тех же функциональных областях двух полушарий. Иллюстрация множества взаимодействующих спиралей, организующих поток активности мозга. Оказалось, что спирали часто возникают на границах, разделяющих различные функциональные сети мозга. Исследователи обнаружили, что эти взаимодействующие спирали головного мозга позволяют гибко изменять конфигурацию мозговой активности во время выполнения различных задач, связанных с обработкой естественного языка и рабочей памятью. Когда участников исследования просили выполнить определенные задачи (например, ответить на вопрос по математике или послушать рассказ), спирали меняли направление с часовой на против часовой стрелки в разных областях мозга. Это говорит о том, что они координируют деятельность мозга, меняя направление вращения. Их распределение также зависит от задачи.
“Крупномасштабная активность человеческого мозга демонстрирует богатые и сложные паттерны, но пространственно-временная динамика этих паттернов и их функциональная роль в познании остаются неясными”, — объясняют исследователи в журнале Nature Human Behaviour.