Istraživači iz projekta “Human Brain Project (HBP)” sa Forschungszentrum Jülich i Sveučilišta u Kölnu (Njemačka) razotkrili su način raspodjele gustine neurona u kortikalnim područjima sisavčevog mozga. Otkrili su temeljni organizacijski princip kortikalne citoarhitekture: sveprisutnu lognormalnu distribuciju gustine neurona.
Količina neurona i njihova prostorna organizacija ključni su za oblikovanje strukture i funkcije mozga. Iako imamo obilje dostupnih citoarhitektonskih podataka, statističke distribucije gustine neurona ostale su većinom nedefinirane. Novo istraživanje HBP-a, objavljeno u časopisu “Cerebral Cortex“, unapređuje naše razumijevanje organizacije mozga sisavaca.
Istraživački tim temeljio je svoje istraživanje na devet javno dostupnih skupova podataka koji uključuju sedam vrsta uključujući: miša, marmozeta, maka, galagoa, babuna i čovjeka.
Nakon analize kortikalnih područja svake vrste, otkrili su da gustine neurona slijede konzistentan obrazac — lognormalnu distribuciju. To ukazuje na temeljni organizacijski princip koji leži ispod gustina neurona u mozgu sisavaca.
Lognormalna distribucija je statistička distribucija karakterizirana nesimetričnom zvono-oblikovanom krivuljom. Za razliku od normalne distribucije, lognormalna je nagnuta.
Ovi rezultati su od ključne važnosti za precizno modeliranje mozga. “Pogotovo jer distribucija gustine neurona utječe na mrežnu konektivnost,” ističe Sacha van Albada, voditeljica skupine za teoretsku neuroanatomiju na Forschungszentrum Jülich i glavna autorica studije.
Znanje o distribuciji gustine neurona može biti relevantno za statističku procjenu razlika između područja i utvrđivanje granica među njima, dodaje van Albada.
Rezultati su u skladu s opažanjem da mnoge karakteristike mozga slijede lognormalnu distribuciju. “Jedan od razloga može biti što se javlja kada je proizvod mnogih neovisnih varijabli,” kaže Alexander van Meegen, koautor studije.
“Korištenjem jednostavnog modela, mogli smo pokazati kako množiteljska proliferacija neurona tijekom razvoja može dovesti do promatrane distribucije gustine neurona,” objašnjava van Meegen.
Prema studiji, u osnovi, organizacijske strukture kroz cijelu koru mogu biti nusproizvodi razvoja ili evolucije koji ne služe računalnoj funkciji; no činjenica da se iste organizacijske strukture mogu primijetiti kod nekoliko vrsta sugerira da lognormalna distribucija ima neku svrhu.
“Ne možemo biti sigurni kako će lognormalna distribucija gustine neurona utjecati na funkciju mozga, ali je vjerojatno povezana s velikom heterogenošću mreže, što bi moglo biti računalno korisno,” zaključuje Aitor Morales-Gregorio, prvi autor studije.
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
