Новости нейронаук

Крупномасштабные корковые функциональные сети организованы в структурированные циклы

Сегодня хочу поделиться важным и прорывным исследованием в нейронауке — статьёй van Es, Higgins, Gohil и др. «Large-scale cortical functional networks are organized in structured cycles» (DOI: 10.1038/s41593-025-02052-8).

Что обнаружили учёные (что это такое)

Циклическая организация сетей

Авторы исследовали динамику крупных корковых сетей мозга, которые связывают области, отвечающие за внимание, память, сенсорную обработку и другие функции. PMC+2PubMed+2
Используя скрытую марковскую модель (Hidden Markov Model, HMM), они выделили 12 активационных «состояний” (network states) — каждая такая сеть характеризуется уникальным пространственно-спектральным профилем (мощность осцилляций, когерентность и др.). PMC
Далее они применили новую методику — TINDA (temporal interval network density analysis), чтобы исследовать временные интервалы между повторными активациями одного и того же состояния. PMC
Результат: несмотря на стохастичность (шумность, случайность) отдельных активаций, в среднем схема активаций демонстрирует устойчивый циклический паттерн. PubMed
Этот цикл разворачивается на временных шкалах порядка 300–1000 мс. PMC
Важно: этот паттерн был воспроизведён в пяти независимых наборах данных MEG (магнитоэнцефалография), что свидетельствует о его устойчивости.

Функциональная и спектральная группировка

В циклическом паттерне состояния группируются по фазам: в разные части цикла попадают сети с похожей функцией и спектральным содержанием (разные частоты осцилляций).
Например, некоторые фазы цикла связаны с сетями, близкими по пространственному расположению к DMN (дефолтная сеть), тогда как другие — к сенсомоторным или ассоциативным сетям.
Также различается спектр осцилляций: на одной «части круга» доминируют медленные диапазоны (дельта, тэта), на другой — более быстрые (альфа, бета).

Поведенческая и генетическая значимость

Метрики цикла — например, «сила» цикла (cycle strength) и «скорость» — оказались наследуемыми, то есть существует генетическая компонента.
Эти метрики также коррелировали с возрастом, когнитивными показателями и поведением людей. PubMed+1
Более того, в задачах с участием памяти (replay-проекты) и в экспериментальных задачах (визуальные, моторные) фазовая позиция цикла (т.е. когда именно в цикле находится сеть) была связана с производительностью, реактивностью и моментами «воспоминания» / реплея.

Что это даёт нового в нейронауке — и как меняет наши представления о мозге

Пересмотр модели функциональной динамики

Раньше крупномасштабные сети часто понимались статически или как совокупность случайных переключений между «состояниями настроя» (states). Это исследование предлагает более упорядоченную динамику — не просто переключения, а циклический поток активаций.
Такой подход объединяет идею упорядоченности и гибкости: хотя каждое отдельное событие случайно (стохастично), весь цикл остаётся стабильным.

Временные рамки когнитивной организации

Временные масштабы 300–1000 мс важны: они намного длиннее, чем «жизнь» одного сетевого состояния, но укладываются в рамки, релевантные когнитивным процессам (вспоминание, внимание, смена задач).
Это может объяснять, как мозг периодически активирует разные функции, не «зависая» в одном состоянии или не хаотично прыгая между ними.

Биологическая значимость и устойчивость

Наследуемость (генетика) метрик цикла говорит о том, что эти циклы — не просто артефакт, а фундаментальная часть архитектуры мозга.
Связь с возрастом и когнитивными функциями предполагает, что эти циклы могут быть маркерами когнитивного здоровья, зрелости, а возможно — и нейродегенерации.

Применение в клинике и терапии

Если циклическая организация действительно обеспечивает периодическую активацию ключевых когнитивных функций, нарушение этих циклов может быть связано с нейропсихологическими расстройствами (например, при деменции, шизофрении или после инсультов).
Понимание таких циклов может привести к новым биомаркерам: метрики «сила цикла» или «скорость цикла» можно потенциально использовать для диагностики, прогноза или оценки эффективности терапии.

Теоретическое переосмысление нервной деятельности

Исследование вносит вклад в представление мозга не просто как сети «узлов и связей», но как динамической системы, где активность возвращается к исходным точкам, проходит через фазовые «этапы».

Мой вывод как нейропсихолога и психолога

Это исследование — важный шаг к пониманию, как мозг организует ключевые функции, не просто реагируя, но поддерживая циклы активности, которые структурируют нашу когнитивную жизнь.
Для клиники и коррекционной нейропсихологии открытие циклической динамики может стать новым ориентиром: оценка этих циклов (например, с помощью MEG или аналогичных методов) может дать ценную информацию о состоянии пациентов, их когнитивной гибкости и уязвимости.
В моей практике (логопедия, дефектология, психологическая коррекция) можно задуматься о том, как задействовать или «модулировать» эти циклы — например, через нейробиологически обоснованные тренировки внимания, памяти или саморегуляции.

Подписывайтесь и станьте частью нашего уникального сообщества!

https://vk.com/calm_parenting

https://t.me/calm_parenting

https://mariatalalaeva.ru/

https://dzen.ru/mariatalalaeva.ru