Это что за "коннектом"?

Владислав Цой
4 дек. 2016 г.
2 мин. чтения

О загадочных коннектомах — картах нервной системы человека

Наша нервная система, наш мозг — это огромная электрическая и химическая сеть, которая управляет всеми процессами жизнедеятельности, как сознательными, так и бессознательными. Её основу составляют нейроны — клетки, имеющие древовидные отростки, которыми они соприкасаются друг с другом. Место контакта называется синапс, и оно служит для передачи нервных импульсов. Что будет, если зафиксировать и описать эту сложную структуру связей? Тогда получится коннектом человека. Изучением коннектомов, их картографированием и анализом полученных данных занимается коннектомика.

Нейронные связи в головном мозге человека

В 1986 году группа учёных исследовала мозг круглого червя Caenohabditis elegants. Они разрезали его мозг, приблизили с помощью электронного микроскопа, насчитали 302 нейрона, 7000 синапсов и воспроизвели картинку на компьютерной программе в 3D. 19 лет спустя американскими учёными Олафом Спорнсом и Патриком Хагманом был придуман термин «коннектом», обозначающий карту нейронных соединений в головном мозге.

Коннектом червя Caenohabditis elegants

Но в мире науки до сих пор нет полного согласия по поводу того, что же именно называть «коннектомом» — карту нервных связей всего организма или только одной из его частей? Тем не менее в 2009 году Национальными институтами здоровья США (NIH) был запущен проект «Human Connectome ProJect» (HCP), целью которого является создание карты нервных связей в головном мозге (“network map”). Что этот проект способен дать обществу? В перспективе изучение головного мозга позволит нам лучше понимать природу сознания человека, механизмов восприятия, психологических паттернов. Учёные надеются с помощью коннектома разработать новые технологии, способные бороться с душевными заболеваниями, такими как болезнь Паркинсона и Альцгеймера.

В 2015 году существовало около 30 российских научных групп, занимающихся коннектомом. Одна из самых известных — группа Татьяны Строгановой из МГППУ, которая работает на единственной в стране установке Neuromag. Этот прибор способен визуализировать процессы работы мозга — регистрировать магнитоэнцефалограмму (МЭГ). Использование МЭГ позволяет учёным проводить исследования по реабилитологии, например при устранении последствий травм головного и спинного мозга. Другая группа работает под руководством Алексея Осадчего в НИУ ВШЭ. На данный момент она изучает алгоритмы деятельности мозга человека и пытается найти способы исследования без вторжения в тело испытуемого прямым способом. В случае успеха группы изучать деятельность нашей нервной системы станет значительно проще.

Коннектом — это не только перспективно, полезно и «научно», но и красиво. Связи в картах нейронных соединений чаще всего имеют разные цвета и оттенки, что создаёт занимательный визуальный эффект: изображение больше похоже на инопланетное растение, чем на человеческий мозг. Бонусный факт для тех, кто дочитал статью: на обложке альбомы группы Muse «The 2nd Law» находится именно коннектом.