Модульная и иерархически модульная организация сетей мозга

Сети мозга все чаще рассматривают как один из большого класса систем обработки информации, для которых характерны общие принципы организации, включая модульную структуру сообществ. Модуль топологически определяется как подмножество узлов с высокой степенью взаимной связанности и относительно редкими связями с узлами других модулей. В сетях мозга топологические модули нередко состоят из анатомически соседних и/или функционально связанных корковых областей, а межмодульные связи, как правило, имеют относительно большую протяженность. Кроме того, сети мозга и многие другие сложные системы обладают свойством иерархической модулярности, то есть модульности на нескольких топологических масштабах: внутри каждого модуля есть набор подмодулей, а внутри каждого подмодуля — набор субподмодулей и т. д. Модульная и иерархически модульная организация сети имеет несколько общих преимуществ, включая более высокую устойчивость, адаптивность и эволюционную приспособляемость сетевой функции. В этом контексте мы рассматриваем некоторые математические понятия, доступные для количественного анализа (иерархической) модульности в сетях мозга, и суммируем ряд недавних работ, в которых изучалась модульность структурных и функциональных сетей мозга, полученных при анализе данных нейровизуализации человека.