Организация коры больших полушарий человека по данным внутренней функциональной связности

Обработка информации в коре головного мозга происходит благодаря взаимодействию распределённых областей. Данные об анатомических связях указывают на наличие локальных иерархических отношений между некоторыми областями, например в зрительной системе. Другие закономерности связей, особенно между ассоциативными областями, свидетельствуют о существовании крупномасштабных контуров без чёткой иерархической организации. В этом исследовании организацию сетей головного мозга человека изучали с помощью МРТ для оценки функциональной связности в состоянии покоя. Данные 1000 участников сопоставили с использованием выравнивания по поверхности коры. Методом кластеризации выявляли сети функционально связанных областей коры и проверяли их воспроизводимость. Были обнаружены локальные сети, ограниченные сенсорной и моторной корой, а также распределённые сети ассоциативных областей. В сенсорной и моторной коре функциональная связность соответствовала топографической организации смежных областей. В ассоциативной коре на границах сетей часто наблюдались резкие переходы. Для более детального изучения свойств связей внутри сетей провели целенаправленный анализ. Чтобы выяснить, как могут возникать взаимодействия внутри сетей и между ними, исследовали типичный сенсомоторный путь, включающий первичную зрительную область, предполагаемый комплекс средней височной области (MT+), латеральную внутритеменную область и поле фронтальных глазодвигательных движений. Результаты показали, что смежные области комплекса MT+ имеют разные профили связности, соответствующие иерархическому пути, проходящему через несколько сетей. Затем изучили функциональную связность ассоциативных областей теменной и префронтальной коры. Различия в профилях связности соседних областей позволяют предположить, что они входят в распределённые сети, которые взаимодействуют друг с другом, но при этом образуют преимущественно параллельные, переплетающиеся контуры. В заключение организацию этих крупномасштабных сетей головного мозга обсудили в связи с данными анатомических исследований обезьян и возможным расширением этих сетей в ходе эволюции человека, обеспечившим поддержку когнитивных функций.