Организация коры головного мозга человека, оцененная по внутренней функциональной связности

Обработка информации в коре головного мозга включает взаимодействия между распределенными областями. Анатомическая связность указывает, что некоторые области образуют локальные иерархические отношения, например в зрительной системе, тогда как другие схемы связности, особенно среди ассоциативных областей, предполагают наличие крупномасштабных цепей без четких иерархических отношений. В данном исследовании организация сетей в человеческом мозге изучалась с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии в состоянии покоя (resting-state fMRI). Данные 1000 субъектов были зарегистрированы с использованием выравнивания на поверхности. Применялся кластерный подход для идентификации и воспроизведения сетей функционально связанных регионов по всей коре. Результаты выявили локальные сети, ограниченные сенсорной и моторной корой, а также распределенные сети ассоциативных областей. В сенсорной и моторной коре функциональная связность следовала топографическим представлениям в смежных областях. В ассоциативной коре схемы связности часто демонстрировали резкие переходы на границах сетей. Были проведены целевые анализы для лучшего понимания свойств сетевой связности. Анализировался канонический сенсомоторный путь, включающий первичную зрительную область, предполагаемый комплекс средней височной доли (MT+), латеральную интрапариетальную область и поле фронтальных глаз, чтобы исследовать, как возникают взаимодействия внутри и между сетями. Результаты показали, что смежные регионы комплекса MT+ демонстрируют различную связность, согласующуюся с иерархическим путем, охватывающим сети. Далее была исследована функциональная связность париетальной и префронтальной ассоциативных кор. Различные профили связности соседних регионов свидетельствуют о том, что они участвуют в распределенных сетях, которые, хотя и демонстрируют признаки взаимодействий, встроены в в основном параллельные, переплетенные цепи. В заключение обсуждается организация этих крупномасштабных сетей коры в соотношении с анатомией обезьян и их потенциальное эволюционное расширение у человека в поддержку когнитивных функций.