Vnitroregionální dynamika mozku spojená s osobnostně specifickými charakteristikami

Lidé mohou myslet, chovat se a fungovat velmi odlišně. Je známo, že tyto pozorované rozdíly jsou výsledkem komplexních interakcí mezi genetikou, neurobiologickými procesy a životními zkušenostmi.

Pochopení základních faktorů individuální rozdíly v chování, poznávání a duševním zdraví je klíčovým cílem mnoha studií psychologie a behaviorálních věd. Jeden přístup ke zkoumání těchto faktorů zahrnuje zkoumání vzorců mozkové aktivity, které se spontánně objevují, když jsou jednotlivci vzhůru, ale nezabývají se žádnými úkoly.

Dřívější výzkum zaměřený na odhalení individuálních vzorců mozkové aktivity se primárně zabýval neurálními fluktuacemi indikujícími komunikaci nebo spojení mezi vzdálenými oblastmi mozku. Naproti tomu jen velmi málo studií se zaměřilo na intraregionální neurální dynamiku (tj. fluktuace, které probíhají v jednotlivých oblastech mozku v čase).

Výzkumníci z Pekingské normální univerzity, Čínské akademie věd a dalších ústavů nedávno provedli studii zaměřenou na odhalení intraregionální nervové dynamiky, která by mohla zachytit aspekty chování nebo poznávání, které jsou pro každého člověka jedinečné.

Jejich papír, zveřejněno v Příroda Lidské chováníidentifikuje specifické vzorce mozkové aktivity v rámci regionu, které předpovídají tendence k užívání návykových látek, a jiné, které předpovídají obecné kognitivní schopnosti.

„Spontánní mozková aktivita je zásadní pro pochopení neurálního základu interindividuálních rozdílů, takže její charakterizace je ústřední pro celomozkové asociační studie,“ napsali Xiaohan Tian, ​​Yingjie Peng a jejich kolegové v článku.

„Zatímco meziregionální vazebné vzorce byly rozsáhle studovány, intraregionální dynamika zůstává do značné míry neprozkoumaná. Analýzou dat ze čtyř neuroimagingových kohort jsme extrahovali ~ 5 000 funkcí časových řad z hemodynamických signálů v klidovém stavu napříč 271 oblastmi mozku, což nabízí komplexní charakterizaci intraregionální dynamiky.“

Extrahování nervových čárových kódů z více než 30 000 mozků

V rámci své studie Tian, ​​Peng a jejich kolegové analyzovali mozkové skeny ze čtyř velkých a veřejně dostupných souborů dat, které byly shromážděny, když byli jedinci vzhůru, ale v klidovém stavu. Společně analyzovali mozkové skeny 30 148 lidí ve věku od 8 do 82 let.

Rozdělili mozek do 271 oblastí a poté použili nástroje pro extrakci funkcí k odvození deskriptorů toho, jak se v průběhu času měnila aktivita každé oblasti. Nakonec byli schopni identifikovat rysy, které zůstaly stabilní v mozku každého jednotlivce a vytvořily to, čemu říkají „neurální čárový kód“.

„Identifikovali jsme spolehlivou podmnožinu, která slouží jako „čárový kód“ specifický pro jednotlivce, zachycující mnohostranné dynamické dimenze, které stabilně odrážejí interindividuální variace napříč datovými sadami,“ napsali autoři a dodali: „Tyto čárové kódy spojovaly nelineární autokorelace v unimodálních oblastech se znaky užívání látek a dynamikou náhodné chůze v sítích vyššího řádu s obecnými kognitivními schopnostmi. Důležité je, že tyto asociace mezi mozkem a chováním se zobecnily napříč životními fázemi a populacemi, přičemž užívání látek vykazovalo věkově specifické variace a kognice vykazují konzistentní vzorce napříč věkovými skupinami.“

Je zajímavé, že výzkumníci zjistili, že mozkové signály sledující specifické nelineární vzory v oblastech mozku zpracovávajících senzorické signály byly prediktorem tendencí k užívání návykových látek. Navíc bylo zjištěno, že pomalé a postupně se měnící signály v oblastech mozku podporujících rozhodování, uvažování a paměť souvisí s lepšími celkovými mentálními schopnostmi.

Spojení mezi nervovými „čárovými kódy“, chováním a kognicemi

Nedávná práce těchto výzkumníků ukazuje, že vzorce aktivity u jednotlivce oblasti mozku mohou být indikátory tendencí a rysů chování lidí. V budoucnu by další neurovědci a behaviorální vědci mohli stavět na zjištěních týmu a provádět další studie pomocí podobných metod.

Toto úsilí by mohlo nabídnout cenný a zobecněný pohled na biologické základy kognitivních schopností, vlastností a chování specifických pro člověka. Tento náhled by se zase mohl ukázat jako užitečný pro posouzení zranitelnosti lidí vůči konkrétním duševní zdraví poruchy nebo pro navrhování intervencí zaměřených na změnu nevhodných vzorců chování.

„Tato práce posouvá rozsáhlé, zobecněné asociační studie v celém mozku tím, že zdůrazňuje potenciál intraregionální dynamiky,“ napsali autoři.

© 2025 Science X Network