Met behulp van een onlangs vrijgegeven methode om functionele magnetische resonantie imaging (fMRI) te analyseren, Northwestern University hebben de onderzoekers aangetoond dat de verbindingen tussen verschillende delen van de hersenen zijn dynamisch en niet statisch. Deze en andere bevindingen antwoord op jarenlange discussies over de manier waarop de hersenen exploiteren verschillende cognitieve taken op te lossen. Ze worden gepresenteerd in de huidige (1 juni) nummer van het Journal of Neuroscience .
Even belangrijk, ontdekten de onderzoekers dat de hersenen regio die de integratie van informatie-uitgevoerde verschoven afhankelijk van de taak hun onderdanen uitgevoerd. In deze studie werden de proefpersonen opgedragen twee taaltaken. In beide, kregen de proefpersonen gevraagd om afzonderlijke woorden lezen en dan een spelling of een rijm oordeel te vellen.
"Wij vonden dat een netwerk van verschillende configuraties, afhankelijk van het doel van de opdracht neemt", zei Tali Bitan, primaire auteur van "Verschuivingen van de effectieve connectiviteit binnen een taal-netwerk tijdens Rhyming en spelling."
Een post-doctoraal onderzoeker in het departement communicatiewetenschappen en aandoeningen, Bitan werkte met Associate Professor James Booth van dezelfde afdeling en M-Marsel Mesulam, directeur van de Cognitieve Neurologie en Alzheimer's Disease Center in Northwestern's Feinberg School of Medicine.
Mesulam, die behoorde tot de eerste wetenschappers die het bestaan van convergentie zones te voorspellen in de hersenen onderling verbonden netwerken, aldus de studie presenteert "de duidelijkste en meest overtuigende bewijs tot nu toe" van de dynamiek in effectieve connectiviteit.
Om beter te begrijpen dynamische effectieve connectiviteit, Mesulam vergelijkt de hersenen netwerken naar een netwerk van wegen verbindt de verschillende delen van een stad. De snelweg is statisch. Het maakt niet uit hoe zwaar de verkeersbelasting, het is altijd hetzelfde aantal rijstroken. In de hersenen, is er een dynamische verandering die het mogelijk maakt bepaalde trajecten naar voorkeur te vergemakkelijken aan de eisen van een bepaalde cognitieve taak. De hersenen snelweg in effect "voegt banen" om tegemoet aan de eisen van de bijzondere taak.
Afhankelijk van het doel van de taak - of proefpersonen werd gevraagd om een orthografische (spelling) vonnis of een fonologische (rijm) oordeel te kunnen geven - de Northwestern onderzoekers ontdekten dat verschillende convergentie zones in het netwerk betrokken waren bij de taak.
"Het bestaan en de identiteit van de convergentie zones - gebieden waarin de informatie uit meerdere bronnen aan in de hersenen - zijn besproken, omdat zij werden voorgesteld in de late 20e eeuw", zei Bitan. "Nu, met nieuwe technieken om beeldvorming van de hersenen gegevens te analyseren, kunnen we de specifieke rol van verschillende hersengebieden in het netwerk die nodig zijn voor elke cognitieve taak. Deze technieken te onderzoeken effectieve connectiviteit stellen ons in staat om te leren hoe de hersenen de interconnectiviteit verandert al naar gelang de taak bij de hand. "