Учитывая, что белое вещество составляет около 60% объема мозга, удивительно, что до последнего времени ученые не проявляли к нему повышенного интереса. Как и в случае с " мусорной ДНК", все в природе имеет свое предназначение, если только обратить на это внимание.
В течение многих лет ученые концентрировали свои исследования на сером веществе мозга, игнорируя важность белого вещества. Однако исследователи из Университета Вандербильта пролили свет на значение белого вещества в работе мозга.
В недавнем исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, группа исследователей использовала функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) для обнаружения сигналов, зависящих от уровня насыщения крови кислородом (BOLD), в белом веществе.
Исследователи обнаружили, что когда люди выполняли задания во время фМРТ-сканирования, например шевелили пальцами, BOLD-сигналы усиливались во всем белом веществе мозга. Это открытие привело к дальнейшим вопросам о роли и значении белого вещества при таких заболеваниях мозга, как эпилепсия и рассеянный склероз.
"Мы не знаем, что это означает, - говорит Курт Шиллинг, доктор философии, первый автор статьи и доцент кафедры радиологии и радиологических наук VUMC.
"Мы просто знаем, что что-то происходит. В белом веществе действительно есть мощный сигнал".
При различных заболеваниях нарушается связность мозга, и понимание роли белого вещества может дать ценные сведения об этих состояниях. Для дальнейшего исследования ученые продолжат изучение изменений сигналов белого вещества, наблюдаемых при шизофрении, болезни Альцгеймера и других заболеваниях мозга. Также будут проведены исследования на животных и анализ тканей, чтобы определить биологическую основу этих изменений.
Хотя пока неясно, происходит ли в белом веществе какой-то биологический процесс или сигналы связаны с деятельностью серого вещества, Шиллинг подчеркивает, что "здесь все равно что-то происходит". Сигнал изменяется по-разному в различных путях движения белого вещества, что свидетельствует об уникальности находки.
Одной из причин, по которой сигналы белого вещества в прошлом не принимались во внимание, является их низкая энергия по сравнению с сигналами серого вещества. Однако исследователи из VUMC смогли увеличить соотношение сигнал/шум, заставив участников повторять задания несколько раз и усреднив сигнал по различным путям прохождения волокон белого вещества.
Последствия этого исследования весьма значительны. Многие фМРТ-исследования могли недооценивать активацию мозга и упускать важную информацию из МРТ-сигнала, игнорируя сигналы белого вещества. Данное исследование подчеркивает необходимость изучения как серого, так и белого вещества в будущих исследованиях мозга.
В то время как ученые продолжают разгадывать тайны мозга, это новаторское исследование открывает новые возможности для понимания работы мозга и потенциального влияния на различные неврологические расстройства. Белое вещество, которое раньше оставалось в тени, теперь занимает центральное место в раскрытии секретов человеческого мозга.
