Kilka lat temu neurobiolodzy z Uniwersytetu Yale odkryli, że mapy aktywności ludzkich mózgów są bardzo indywidualne. Potrafili rozpoznać osoby na podstawie wzorców aktywności mózgu zbadanej za pomocą rezonansu magnetycznego (NMR/MRI). Nawet jeśli badanie dzieliło od siebie kilka dni, przypisanie takiego wzorca do danej osoby udawało się w 95 proc. przypadków. Sugerowało to, że nasze mózgi są tak unikatowe, jak odciski palców.

Enrico Amico ze szwajcarskiej Politechniki Federalnej w Lozannie zafrapowało, jak długo trzeba śledzić prace mózgu, żeby wykryć taki indywidualny wzorzec aktywności. Czy musi być to godzina, kilkanaście minut, a może zaledwie kilka?

Sto sekund wystarczy, żeby rozpoznać mózg po jego aktywności

Okazuje się, że zaledwie sto sekund badania pozwala na stworzenie takiej mapy aktywności (czyli tzw. konektomu). Zespół pod kierunkiem Amico stwierdził, że minuta i 40 sekund badania za pomocą rezonansu magnetycznego w zupełności wystarczają, by móc odróżnić jeden mózg od drugiego.

Z badań wynikło także, że charakterystyczne, indywidualne wzorce aktywności pojawiają się najpierw w obszarach mózgu odpowiedzialnych za powstawanie wrażeń zmysłowych – w szczególności wzrokowych. Z czasem można je wyróżnić także w korze czołowej, odpowiedzialnej za bardziej złożone procesy poznawcze.

Mózg w chorobie Alzheimera traci swoje indywidualne cechy

Następnym krokiem naukowców będzie praca nad porównaniem mózgów osób zdrowych i cierpiących na chorobę Alzheimera. Zespół prowadzi takie badania od kilku lat.

– Nasze wstępne wyniki wskazują, że cechy, które stanowią o takim „odcisku palców” mózgu, zanikają w miarę postępów choroby. Coraz trudniej jest rozpoznać kogoś po wzorcu aktywności, czyli konektomie. To tak, jakby chorzy na alzheimera tracili tożsamość mózgu – mówi Amico.

Co ciekawe, efekt ten zaczyna być widoczny, gdy chorzy dopiero zaczynają mieć problemy z pamięcią. Występuje to więc na długo przed tym, zanim otrzymają lekarską diagnozę, co czasem zajmuje lata.

Odkrycie „odcisków palców” aktywności mózgów otwiera wiele nowych możliwości

Do tej pory badania nad tym, jak różnią się mózgi, prowadzono raczej na grupach ludzi. Potem wyciągano wnioski na podstawie cech występujących średnio w danej grupie. Robiono tak między innymi dlatego, że indywidualne różnice między aktywnością mózgów były słabo zbadane.

Nowe odkrycie pozwoli na lepsze wykrywanie schorzeń neurologicznych, w tym na przykład udarów mózgu czy uzależnień (które także pozostawiają charakterystyczny ślad w aktywności mózgu). Niewątpliwie przydadzą się też w zrozumieniu indywidualnych różnic w działaniu mózgu.

– To kolejny mały krok na drodze do zrozumienia, co sprawia, że nasze mózgi są unikatowe. Możliwości, jakie to stworzy będą, niezliczone – mówi Amico.

Źródła: Science Advances, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne.