Исследование сетевой организации мозга: обзор функциональной связанности по данным фМРТ в состоянии покоя

Мозг представляет собой сеть, состоящую из пространственно распределённых, но функционально связанных областей, которые непрерывно обмениваются информацией. В последние годы достижения в получении и анализе данных функциональной нейровизуализации способствовали активному изучению функциональной связанности головного мозга человека. Функциональную связанность определяют как временную зависимость паттернов нейронной активации анатомически раздельных областей мозга. В последние годы всё больше нейровизуализационных исследований посвящено изучению функциональной связанности посредством оценки степени совместной активации временных рядов фМРТ в состоянии покоя между различными областями мозга. Эти исследования выявили новые данные о функциональных связях отдельных областей мозга и локальных сетей, а также позволили получить важные сведения об общей организации функционального взаимодействия в мозговой сети. В настоящем обзоре представлены новые методы и обсуждается, как они способствовали углублению представлений о ключевых аспектах работы мозга человека; также рассматриваются современные методы нейровизуализации и их значение для нейронауки. Обсуждаются применение спонтанной фМРТ в состоянии покоя для определения функциональной связанности, предполагаемые источники соответствующих сигналов, взаимосвязь функциональных и структурных связей в мозговой сети, а также возможная ключевая роль функционального взаимодействия мозга в когнитивной деятельности. Кроме того, рассматривается новое направление — изучение паттернов функциональной связанности с использованием теории графов, с акцентом на общую организацию функциональной сети мозга. В частности, обсуждается значение этих новых инструментов для изучения заболеваний, предположительно связанных с нарушением связанности, включая болезнь Альцгеймера, деменцию, шизофрению и рассеянный склероз.