En sond av övreechelonsna av människahjärnan kedja-av-befaller har funnit starkt bevisar, att det finns inte en utan två kompletterande commanders i laddningen av hjärnan, enligt neuroscientists på den Washington Universitetar Skolar av Medicin i St Louis.
Den är som, om Kaptener James T. Kirk och Jean-Luc Picard var både på överbrygga och befaller in av det samma starshipFöretaget.
I verkligheten är dessa två kaptener knyter kontakt av hjärnregioner som inte konsulterar varje annan, men stilla arbete in mot en allmänning ämnar - kontrollera av frivilligt mål-orienterat uppförande. Detta inkluderar ett vast spänner av aktiviteter från läsning en uttrycka till sökande för en stjärna till att sjunga en song, men inkluderar troligen inte ofrivilliga uppföranden liksom kontrollerar av pulsera klassar eller matsmältning.
”Var Denna en stor överrrakning. Vi visste att flera hjärnregioner bidrar för bästa-att besegra kontrollerar, bara mest av oss tanke som vi skulle slutligen show alla de regioner som tillsammans lite anknyter i ett system, ett bästa träffande för grabb upp alla annars vad för att göra,” den höga författare Steven Petersen, Ph.D., James S. McDonnell Professor av Kognitiv Neuroscience och professor för något att säga av neurology och psykologi.
Rönet som direktanslutet publiceras denna vecka i Förfarandena av MedborgareAkademin av Vetenskaper, kan bistå försök att förstå att verkställer av hjärnskada och framkallar nya strategier till sådan skador för fest.
”For example, på sällsyntt orsakar tålmodig med ska hjärnskador framkallar uppföranden som är stimulus-destinerade: Varje tid reagerar de mötet en särskild stimulus, dem exakt samma långt,” förklarar den första författare Nico Dosenbach, en M.D.-/Ph.D.deltagare. ”Startade En man med en hjärnskada undressing, everytime han sågar en säng, utan hänsyn till huruvida den var i ett möblemanglager eller hans egna sovrum. Denna forskning kan hjälpa oss att förstå vad händer till dessa tålmodig.”,
Studien är en uppföljning till 2006 som är pappers- vid Dosenbach, Petersen och andra. I de tidigare experimenten identifierade forskare hjärnregioner som var den konsekvent aktivet som volontärer som var förberedda för en mental uppgift. De föreslogg, att regionerna skapade uppgiftsuppsättningar, planerar för att använda de specialiserade talangarna av olika hjärnregioner för att uppnå ett mål. Applikationen av brainpoweren i skräddarsy väg är på hjärtan av hjärnans formidabla kapaciteter. Den hjälpmedel, att hjärnan kan ta en singelstimulus (till exempel och att se utskrivaven uttrycker ”förföljer” på en sida) och göra många olik saker med den (läst det aloud, skapa ett mentalt föreställer eller jordbruksprodukter en lista av tillhörande verbs).
Petersens grupp identifierade slutligen 39 hjärnregioner som konsekvent blev aktivet, för hjärnan går att fungera på en uppgift. De gjorde detta till och med funktionell magnetisk resonans som avbildar (MRI) bildläsningar, som spårar blodoxygenation jämnar i olika hjärnregioner som färdiga mentala uppgifter för volontärer. Blodoxygenationförhöjningar till en särskild hjärnregion visar att regionen bidrar till en uppgift.
För den nya studien använde Dosenbach, Petersen och doktorandDamien för kollegor den inklusive Mässan och Bradley Schlaggar, M.D., Ph.D., olik en kallad hjärnscanningteknik att vila statlig funktionell connectivity MRI. För denna teknik frågas volontärer att koppla av stunder som deras hjärnor avläs i stället för arbete på en uppgift. Forskare i labben av coauthoren Marcus Raichle, M.D., och har visat någon annanstans att variationer i MRI-bildläsningsresultat uppstår, även om volontärer är overksamma, och att dessa variationer kan vara utstuderade för användbara inblickar in i hjärna, fungera och arkitektur.
Att förhöja deras analys vände Dosenbach och Petersen till grafteorin, en förgrena sig av matematik som graphs visuellt förhållanden between parar av anmärker.
”Att närma sig ett liknande används i sällskapsspelet Sex Grader av Kevin Bacon,” Petersen noterar. ”Använder Du parade anslutningar - utseenden i den samma filmen, äktenskapliga förhållanden - för att gå från en skådespelare eller aktris till another, tills du har identifierat en kedja av anslutningar som anknyter Kevin Bacon och en annan aktör som inte var omgående tydlig.”,
Genom Att Använda en analytic teknik som framkallas ursprungligen av Raichles grupp, parar använda forskare vila statlig funktionell connectivity MRI för att identifiera, av hjärnregioner, var blodsyre jämnar ron och avverkning ungefärligt i synch med varje annan och att antyda regionerna fungerar troligen tillsammans. De graphed resultaten som föreställer varje hjärnregion med en forma. De drog en fodra mellan parade hjärnregioner, om deras blodoxygenation mönstrar korrelerat stramt nog.
”Dig som styrkan förväntar, att allt förbinds till allt, och dig, skulle får sorterar av en stor mess och inte mycket information,” Dosenbach något att säga. ”Bara det är inte alls vad vi grundar. Även på låg nivå av korrelationen, fanns det två sidor till dessa grafer. Hjärnregioner på antingen sida hade multipelanslutningar till andra regioner på deras sida, men de förband aldrig till regioner på motsatssidan.”,
Den är inte aldrig tidigare skådad att ha ett stabilt system självständigt att kontrolleras av två eller styr mer. I faktum är denna en allmänning mönstrar bekant som ett komplext lämpligt system. Forskare använder en kallad att närma sig knyter kontakt dynamik till studien dessa system i biologi, ekologi, nationalekonomi, datavetenskap, sociologi och annan discipliner.
Förkroppsliga temperaturen, Som ett annat exempel av ett komplext lämpligt system, Petersen citerar, som regleras av flera vilden dela upp i faktorer inklusive jämna svettkörtlar, ämnesomsättning och aktivitet. När en som kontrollerar, dela upp i faktorer, awry, går andra kan försök att kompensera för det.