Οι πληροφορίες στον ανθρώπινο εγκέφαλο μεταφέρονται διαφορετικά από ότι στα ζώα

Μία νέα έρευνα επιστημόνων του Swiss Federal Institute of Technology στη Λωζάνη της Ελβετίας, αποκαλύπτει πως η μετάδοση της πληροφορίας στον ανθρώπινο εγκέφαλο διαφέρει από τα ζώα. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μία περίπλοκη τεχνική ανάλυσης από σαρώσεις μαγνητικής τομογραφίας (fMRI) για να αναλύσουν την εγκεφαλική δραστηριότητα σε ανθρώπους, ποντίκια και μακάκους.

Συγκρίνοντας αυτούς τους “χάρτες κίνησης” της πληροφορίας, οι ερευνητές βρήκαν πως ο ανθρώπινος εγκέφαλος χρησιμοποιεί παράλληλες οδούς για να μεταφέρει την πληροφορία από το ένα μέρος του εγκεφάλου στο άλλο, ενώ τα ποντίκια και οι μακάκοι χρησιμοποιούν μόνο μία οδό.

Αυτό που είναι νέο στην έρευνά μας, είναι η χρήση πολυτροπικών δεδομένων σε ένα μοντέλο, συνδυάζοντας δύο τομείς των μαθηματικών. Τη θεωρία γραφών η οποία περιγράφει πολυσυναπτικούς χάρτες και τη θεωρία της πληροφορίας, η οποία καταγράφει τη μετάδοση της πληροφορίας μέσω των οδών. Η βασική αρχή είναι πως τα μηνύματα τα οποία περνούν από την πηγή στο στόχο, είτε παραμένουν αναλλοίωτα είτε αλλοιώνονται σε κάθε στάση του δρόμου, όπως το σπασμένο τηλέφωνο που παίζαμε ως παιδιά.

Χρησιμοποιώντας μία άλλη αναλογία, η κίνηση της πληροφορίας στον εγκέφαλό μας μοιάζει με οδήγηση σε ένα δρόμο με πολλαπλές στάσεις. Ο εγκέφαλός μας φαίνεται πως μπορεί να χρησιμοποιεί πολλαπλούς δρόμους για να μεταφέρει τα σήματα στον προορισμό τους. Επιπλέον, οι ερευνητές ανακάλυψαν πως αυτοί οι παράλληλοι δρόμοι είναι τόσο μοναδικοί όσο τα δακτυλικά αποτυπώματα. Μελετώντας το συγκεκριμένο δρόμο που ταξιδεύει μία πληροφορία στον εγκέφαλο, μπορούμε να αναγνωρίσουμε ξεχωριστά νευρικά συστήματα.

Αυτή η παράλληλη επεξεργασία στον ανθρώπινο εγκέφαλο έχει υποτεθεί στο παρελθόν, αλλά δεν είχε παρατηρηθεί ποτέ σε επίπεδο ολόκληρου εγκεφάλου.

Το πώς αυτά τα παράλληλα κανάλια επηρεάζουν τη σκέψη και γιατί τα έχουμε εμείς και όχι άλλα ζώα, είναι πέρα από το στόχο αυτής της έρευνας. Ωστόσο οι ερευνητές πιστεύουν πως επειδή έχουμε μεγαλύτερους εγκεφάλους, μπορούμε να έχουμε πιο σύνθετα σχέδια σύνδεσης. Αυτή η ιδιότητα μπορεί να είναι αυτό που κάνει τον ανθρώπινο εγκέφαλο τόσο ανθεκτικό. Αν ένα κανάλι μπλοκάρει ή πάθει ζημιά, η πληροφορία μπορεί και πάλι να μεταδοθεί από ένα άλλο κανάλι.

Πηγαίνοντας την έρευνα ένα βήμα παραπέρα, μπορεί να μας βοηθήσει να διαπιστώσουμε πώς μπορεί να διορθωθεί η ζημιά από εγκεφαλικούς τραυματισμούς ή να αμυνθούμε ενάντια στην ανάπτυξη ασθενειών όπως η άνοια.

Μπορούμε να υποθέσουμε πως αυτή η παράλληλη ροή πληροφορίας, επιτρέπει πολλαπλές αναπαραστάσεις της πραγματικότητας και την ικανότητα των ανθρώπων να εκτελούν αφηρημένες λειτουργίες. Μελετήσαμε πώς ταξιδεύει η πληροφορία, οπότε ένα ενδιαφέρον επόμενο βήμα θα ήταν να μοντελοποιήσουμε περίπλοκες διεργασίες, για να μελετήσουμε πώς η πληροφορία συνδυάζεται και επεξεργάζεται από τον εγκέφαλο για να δημιουργήσει κάτι νέο.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Nature Communications.