Исследование, проведенное три года назад, породило медицинскую загадку, когда было обнаружено, что часть мозга не найдена ни в одном из современных учебников анатомии.
Недавно вычислительный нейробиолог из Университета Индианы Франко Пестилли и международная исследовательская группа опубликовали в журнале Cerebral Cortex статью, в которой предполагается, что эта недостающая часть мозга может играть важную роль в нашем понимании мира, несмотря на то, что "потерянный" более века.
Длинный плоский пучок нервов, называемый вертикальным затылочным пучком или VOF, эта структура появилась в учебниках по мозгу около 30 лет примерно в конце 19 века, а затем загадочным образом полностью исчезла из поля зрения. Пестилли также был частью команды, которая впервые проследила эту отсутствующую структуру мозга до публикации 1881 года Карла Вернике, немецко-австрийского нейроанатома.
"Наше новое исследование показывает, что VOF может обеспечивать фундаментальную связь белого вещества между двумя частями зрительной системы: той, которая идентифицирует объекты, слова и лица, и той, которая ориентирует нас в пространстве," – сказал Пестилли, старший автор и доцент кафедры психологии и наук о мозге Колледжа искусств и наук, чья работа над совместным проектом началась в качестве научного сотрудника Стэнфордского университета.
"Эта структура образует «магистраль» между нижней, вентральной частью зрительной системы, которая обрабатывает свойства лиц, слов и предметов, и верхней, дорсальной теменной областью, которая ориентирует внимание на пространственное положение объекта," добавил он.
Первым исследователем этой статьи был Хиромаса Такемура из Центра информационных и нейронных сетей в Японии.
Основываясь на том, где VOF заканчивается в коре головного мозга, Пестилли сказал, что VOF может играть важную роль в зрительной системе мозга, координируя передачу информации между областями мозга, важными для "где мы видим" а также "что мы видим."
В ходе давних дебатов нейробиологи утверждали, в какой степени эти две части зрительной системы функционируют по отдельности. Новое исследование предполагает, что регионы работают "рука в перчатке" координировать движения тела по отношению к людям и объектам вокруг него.
Есть "бесчисленные примеры" которые отражают, как две функции переплетаются, сказал Пестилли. Дотягиваться до ключей, надевать шляпу, ехать на работу каждое утро – все это требует координации “где / где”. То же самое и при чтении слов на странице, когда нужно двигать глазами по отношению к словам и буквам.
Что происходит, когда это "что где" координация не удается? Пестилли указывает на главного героя покойного невролога и писателя Оливера Сакса "Мужчина, который принял свою жену за шляпу," который, когда его просят снять шляпу и надеть ее, пытается поднять голову жены, чтобы надеть ее самостоятельно.
В этом странном разрыве между объектом и его местоположением Сакс распознал эффект опухоли или дегенерации, поражающий зрительную систему пациента. По словам Пестилли, проблема могла конкретно повлиять на функционирование VOF, размышляя о симптомах пациента Сакса.
Но как вообще вся анатомическая структура в мозгу внезапно исчезла?? Ответом может быть научное соперничество.
В своей более ранней статье Пестилли и его сотрудники приписали исчезновение VOF противоречивым убеждениям нейроанатомов XIX века. В отличие от Вернике, Теодор Мейнерт, другой видный ученый в Германии, никогда не принимал новую структуру из-за своей веры в то, что все пути белого вещества проходят горизонтально. Со временем VOF растворился в безвестности.
Помимо вклада в повторное открытие и функционирование VOF, работа Пестилли также помогает отображать другие части человеческого мозга с беспрецедентной детализацией с использованием современных нейровизуализационных и вычислительных методов. Эта работа не только будет способствовать более глубокому познанию человеческого мозга – например, о том, как вариации структур мозга связаны с поведенческими различиями между людьми, – но также укрепит другие исследования, проводимые университетом в отношении сложных сетей, включая взаимодействие мозга, в первую очередь в рамках недавно установленных Институт сетевых исследований IU.
"Это новое исследование действительно способствует нашему пониманию того, как взаимодействуют две важные части мозга," сказал Брайан Ванделл, соавтор из Стэнфорда, "нарисовать картину мозга, который сильно взаимосвязан."