Wissenschaftler haben im menschlichen Gehirn mysteriöse Spiralsignale entdeckt, die wie Wirbel wirbeln.
Forscher wissen noch nicht genau, was Spiralsignale erzeugt, aber sie könnten für komplexe Gehirnaktivitäten wichtig sein.
Wissenschaftler der University of Sydney und der Fudan University haben diese natürlich vorkommenden spiralförmigen Gehirnwellen entdeckt , die sich durch die äußere Schicht des Gehirns ausbreiten.
„Diese Spiralmuster weisen eine komplizierte Dynamik auf, wenn sie sich über die Oberfläche des Gehirns bewegen und um zentrale Punkte rotieren. Sehr ähnlich wie Wirbel in Turbulenzen wirken“, sagte Associate Professor Pulin Gong von der University of Sydney.
Die Signale wurden durch Scannen der Gehirne von 100 gesunden jungen Erwachsenen mittels funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) nachgewiesen. Sie entstanden sowohl während der Ruhephase einer Person als auch während der Ausführung von Aufgaben.
Diese Spiralen wurden in der Großhirnrinde beobachtet. Dieser Bereich ist für verschiedene kognitive Funktionen verantwortlich, darunter Wahrnehmung, Gedächtnis, Aufmerksamkeit, Sprache und Bewusstsein.
Das Team geht davon aus, dass spiralförmige Gehirnwellen kognitive Prozesse organisieren, indem sie als Bindeglied fungieren, das verschiedene Teile des Gehirns verbindet. Dies kann es unserem Gehirn ermöglichen, Informationen bei der Ausführung komplexer Aktionen schneller zu verarbeiten.
Diese spiralförmigen Signale scheinen an „Grenzen“ im Gehirn zu entstehen, die normalerweise verschiedene Funktionsbereiche trennen.
Die Helix verbindet höchstwahrscheinlich durch Bewegung getrennte Regionen in einem Netzwerk und ermöglicht so eine optimale Übertragung von Befehlen zwischen verschiedenen Gehirnnetzwerken.
„Wir haben beobachtet, dass diese interagierenden Gehirnspulen eine flexible Neukonfiguration der Gehirnaktivität während verschiedener Verarbeitungsaufgaben natürlicher Sprache und des Arbeitsgedächtnisses ermöglichen, was sie durch eine Änderung der Rotationsrichtung erreichen“, sagte Yiben Xu, Doktorand und Hauptautor dieser Studie.
Die genaue Rolle dieser Gehirnwirbel ist unbekannt, sie können jedoch hilfreich sein, um die Entstehung von Gehirnerkrankungen zu verstehen. Die Großhirnrinde ist von mehreren neurologischen Erkrankungen betroffen, darunter auch der Alzheimer-Krankheit.
Bei Menschen, die an einer dieser Hirnstörungen leiden, sind diese Spiralsignale wahrscheinlich beeinträchtigt. Medizinische Experten können dieses Wissen nutzen, um die Rolle der Spiralbewegung bei Gehirnerkrankungen zu untersuchen.
Die Autoren der Studie betonen, dass die erzielten Ergebnisse zur Entwicklung fortschrittlicher Computermaschinen genutzt werden können, um die komplexen Vorgänge zu untersuchen, die dem Gehirn zugrunde liegen.
„Komplexe Wechselwirkungen zwischen vielen koexistierenden Helices könnten eine verteilte und parallele Durchführung neuronaler Berechnungen ermöglichen, was zu einer bemerkenswerten Recheneffizienz führen würde“, fügte Gong hinzu.
Das Team erwähnte, dass das Verständnis der Funktionsweise der Helix dazu beitragen kann, die grundlegenden Funktionen des Gehirns besser zu verstehen.
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