Мозолистое тело представляет собой толстый пучок нервных волокон, критически важный практически для всех функций мозга — от координации движений конечностей до интеграции зрительной и слуховой информации, понимания языка, мышления и принятия решений.
ИИ раскрыл генетическую тайну главного «моста» между полушариями мозга
Ученые из Университета Южной Калифорнии впервые составили генетическую карту мозолистого тела — структуры, соединяющей левое и правое полушария мозга. Работа может новый путь для понимания и лечения психических и неврологических заболеваний.
Мозолистое тело (боковой ракурс). https://www.sciencephoto.com/
Мозолистое тело — это крупнейший пучок нейронов головного мозга, содержащий около 200 миллионов нервных волокон. Эта структура обеспечивает обмен информацией между полушариями, позволяя им работать как единое целое. Повреждения мозолистого тела могут приводить к синдрому расщепленного мозга, при котором полушария функционируют независимо. Например, человек может видеть объект левым глазом, но не может назвать его, поскольку зрительная информация не достигает речевых центров в левом полушарии.
Аномалии формы и размера этой структуры давно связывают с такими расстройствами, как СДВГ, биполярное расстройство и болезнь Паркинсона. Но до сих пор генетические основы этой жизненно важной структуры оставались неизвестными.
Мозолистое тело в разных разрезах.
В новом исследовании команда проанализировала снимки мозга и генетические данные более 50 000 человек разного возраста — от детей до глубоких стариков. Для этого ученые создали инновационный инструмент на основе искусственного интеллекта. «Мы разработали инструмент на базе ИИ, который находит мозолистое тело на различных типах МРТ-сканов мозга и автоматически производит его измерения», — рассказала Шрути Гадевар, соавтор исследования.
ИИ помог ученым связать особенности развития мозолистого тела с вариантами ДНК. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Что рассказал ИИ
Повреждение любой части мозолистого тела (выделено розовым) может привести к нарушению или отсутствию связи между левым и правым полушариями головного мозга.
С помощью ИИ-модели ученые идентифицировали десятки генетических регионов, влияющих на размер и толщину мозолистого тела и его подобластей. Выяснилось, что разные наборы генов управляют площадью и толщиной структуры — двумя характеристиками, которые меняются на протяжении жизни и играют различные роли в функционировании мозга. Несколько задействованных генов активны во время пренатального развития мозга, особенно в процессах роста клеток, запрограммированной клеточной смерти и формирования нервных связей между полушариями.
Исследование обнаружили «генетическое перекрытие» между мозолистым телом и корой головного мозга (внешним слоем, ответственным за память, внимание и язык), с такими состояниями, как СДВГ и биполярное расстройство. Это указывает на то, что одни и те же генетические факторы, формирующие коммуникационный мост мозга, могут также способствовать психическим расстройствам.