Взаимосвязи между областями человеческого мозга сродни отпечаткам пальцев – с их помощью можно отличить одного человека от другого, но при том они остаются постоянными, какой бы умственной работой мы ни занимались.

Мы все думаем и чувствуем по-разному: кто-то быстрее решает математические задачи, но с трудом запоминает стихи, кто-то рыдает даже на самых скверных мелодрамах, кто-то прекрасно рисует и при этом совсем равнодушен к музыке. Эмоциональные и когнитивно-психологические отличия говорят о том, что у одного человека мозги в буквальном смысле работают иначе, чем у другого. Но насколько разница в нейробиологических характеристиках отражает нашу индивидуальность? Можно ли только по работе мозга отличить одного индивидуума от другого?

Человеческий мозг в разрезе. (Фото Joe Petersburger / National Geographic Creative / Corbis.)

Связи между участками лобной и теменной коры мозга. (Иллюстрация Emily Finn / Yale University.)

В своём исследовании Эмили Финн (Emily S Finn) и её коллеги из Йельского университета воспользовались данными проекта Коннектом Человека, целью которого является полное описание структуры связей в нервной системе организма. Учитывая, что в нейрональных связях человеческого мозга участвуют около 100 млрд нейронов, становится понятно, насколько это амбициозная и трудоёмкая задача. Речь идёт не только о «прорисовке» межнейронных соединений, но и о точном описании архитектуры разнообразных блоков и модулей мозга, отличающихся как анатомически, так и функционально. Естественно, что здесь активно используются методы функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), которая позволяет увидеть активность того или иного участка мозга в момент выполнения какой-то задачи. Для своих целей нейробиологи из Йеля взяли данные, описывавшие работу 268 мозговых областей у 126 людей, и построили корреляционную матрицу активности, в которой активность каждого из 268 участков сопоставлялась с работой всех прочих.

В статье в Nature Neuroscience авторы пишут, что рисунок взаимосвязанной активности мозговых зон был в достаточной степени индивидуален, то есть по нему можно было отличить одного человека от другого. Целью было не столько построить десяток-другой индивидуальных портретов, сколько понять, можно ли в функционально-анатомических параметрах мозга обнаружить индивидуальные черты. Метод работал прекрасно: например, после простого сканирования мозга в фМРТ-аппарате можно было с 99% точностью сказать, что вот этот мозговой «портрет» принадлежит одному человеку, а вот этот – другому. Если перед добровольцем ставили какую-то умственную задачу, точность различения падала до 70%, но всё равно оставалась довольно высокой. И даже если два человека думали о разных вещах, всё равно характер взаимосвязей между областями мозга сохранял индивидуальный отпечаток.

Одновременная активация мозговых зон указывает на то, что информационные каналы между ними срабатывают в первую очередь. То есть, когда мы говорим об индивидуальных функционально-анатомических параметрах, то имеем в виду индивидуальную настройку таких связей. При разных задачах в мозге срабатывают разные участки, но именно в характере обмена данными, в работе информационных «мостов» можно найти некие общие свойства, независимые от конкретной задачи, и при том свойственные именно данному человеку. То, что архитектура взаимосвязей обладает индивидуальными особенностями, известно уже относительно давно, однако на сей раз удалось показать, что такие черты можно различить даже при выполнении разных когнитивных заданий. Стоит подчеркнуть, что речь в данном случае идёт не столько о физической структуре, не о том, что между одними участками нейронные «провода» положены гуще, а между другими – реже (хотя подобные различия, безусловно, имеют место), а что они используются с разной интенсивностью. То есть да, мозги работают по-разному, и это можно увидеть с помощью фМРТ.

Сильней всего индивидуальные черты проявлялись в работе лобно-теменной коры, где происходит фильтрация поступающей информации. Действительно, посмотрев в окно, кто-то увидит в первую очередь драку во дворе, а кто-то – птицу на дереве; и можно смело утверждать, что психологические различия между нами не в последнюю очередь обусловлены разностью в восприятии. Полученные результаты могут сильно пригодиться врачам-психиатрам и психоневрологам: психические болезни определяют преимущественно по симптоматике, однако одни и те же симптомы могут относиться к разным расстройствам, и наоборот, одна и та же болезнь у одного человека, бывает, проявляется иначе, чем у другого. И с личным «портретом» мозга на руках можно будет точнее сказать, что именно с больным не так.

По материалам The Scientist.