Brain Hubs, die für die Informationsübertragung von entscheidender Bedeutung sind
Die Informationsverarbeitung ist eine der Hauptfunktionen des Gehirns, insbesondere die Übertragung von Informationen zur richtigen Zeit an die richtigen Orte. Untersuchungen an großen Hirnnetzen zeigen, dass „Hubs“ im Gehirn, stark verbundene Regionen, die Hubs des Flughafensystems mögen, dazu neigen, den Informationsfluss durchweg anzuziehen.
In einer neuen Studie verwendeten die Forscher der Universität von Michigan mathematische Analysen, Simulationsstudien in rechnergestützten Hirnnetzwerkmodellen und Daten zur elektrischen Aktivität des Gehirns, die aus den EEGs von Menschen im bewussten und unbewussten Zustand gesammelt wurden, um die allgemeine Beziehung zwischen Hub-Status und Informationszufluss zu demonstrieren.
"Es ist wichtig zu verstehen, wie der Informationstransfer im Gehirn stattfindet, insbesondere wenn Netzwerk-Hubs durch Anästhesie, Tumor oder Schlaganfall offline geschaltet werden", sagt der leitende Studienautor George A. Mashour, M.D., Ph.D.
Mashour und der entsprechende Autor UnCheol Lee, Ph.D., leiten das Center for Consciousness Science der University of Michigan, eines der wenigen Zentren der Welt, das die Mechanismen und die Messung des Bewusstseins untersucht.
Ihre Studienergebnisse wurden in der Zeitschrift veröffentlicht PLOS Computational Biology. Die Forscher glauben, dass die Ergebnisse einen einfacheren Ansatz bieten könnten, um zu verstehen, wie die Gesamtarchitektur des Gehirns den Informationstransfer in komplexen Netzwerken beeinflusst.
"Es könnte uns helfen, die Prinzipien der Informationsverarbeitung im Gehirn besser zu verstehen, da das Feld die strukturellen und funktionellen Verbindungen verschiedener Gehirnregionen abbildet", sagte Lee, stellvertretender Direktor des Zentrums.
Die Nation befindet sich in einem frühen Stadium eines ehrgeizigen Projekts namens BRAIN-Initiative, um das strukturelle und funktionelle Netzwerk des gesunden Gehirns abzubilden.
Von Wissenschaftlern wird erwartet, dass sie genau untersuchen, wie das Gehirn es dem menschlichen Körper ermöglicht, große Mengen an Informationen in Gedankengeschwindigkeit aufzuzeichnen, zu verarbeiten, zu nutzen, zu speichern und abzurufen.
"Das Einzigartige an dieser Studie", sagte der Hauptautor und Physiker Joon-Young Moon, "ist, dass wir in vielen Arten von Netzwerken, einschließlich empirischer Hirnnetzwerke, die aus menschlichen Elektroenzephalogrammen rekonstruiert wurden, eine konsistente Beziehung zwischen Hubs und Informationsfluss gefunden haben."
"Hubs sind möglicherweise nicht, wie wir allgemein denken, Kontrollzentren, die Informationen senden, sondern ein kritisches Ziel, an dem Informationen empfangen und integriert werden."
Quelle: Universität von Michigan
