پژوهشگران شرکت‌کننده در پروژه مغز انسان یک قانون ریاضی را شناسایی کرده‌اند که بر توزیع نورون‌ها در مغز انسان و سایر پستانداران حاکم است. این قانون نحوه توزیع نورون‌ها در قسمت‌های مختلف مغز را پیش‌بینی می‌کند و می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا مدل‌های دقیق‌تری برای درک عملکرد مغز و توسعه درمان‌های نوین برای بیماری‌های عصبی بسازند.
توزیع لاگ-نرمال در بافت عصبی
در آمار، توزیع لاگ-نرمال نوعی توزیع احتمال برای متغیر تصادفی است که لگاریتم آن به صورت نرمال توزیع شده باشد. این توزیع درست مانند توزیع نرمال، نتیجه طبیعی فرآیند‌هایی است که ضربی تجمع می‌یابند. تیم پژوهشی از مرکز تحقیقات یولیش و دانشگاه کلن در آلمان دریافتند که تعداد نورون‌ها در نواحی لایه بیرونی بافت عصبی در پستانداران گوناگون از این الگوی ریاضی پیروی می‌کند.
ساشا ون آلبادا، عصب‌شناس مرکز تحقیقات یولیش، توضیح می‌دهد توزیع تراکم نورون‌ها بر اتصال شبکه تأثیر می‌گذارد. برای مثال، اگر چگالی سیناپس‌ها ثابت باشد، مناطقی با تراکم نورون پایین‌تر، سیناپس‌های بیش‌تری را در هر نورون دریافت خواهند کرد.
مطالعه بر روی هفت گونه پس‌تاندار
این تیم برای انجام تحقیقات خود از نه مجموعه داده منبع‌باز بهره برد که هفت گونه گوناگون شامل موش، می‌مون ماکاک، گالاگو (شب‌دوست)، می‌مون‌های شب، بابون و انسان را پوشش می‌داد. هنگامی که تراکم نورون‌ها در مناطق مختلف قشر مغز با هم مقایسه شدند، یک الگوی مشترک از توزیع لاگ-نرمال پدیدار شد.
نویسندگان در مقاله خود نوشتند نتایج ما با این مشاهدات مطابقت دارد که به طور شگفت‌انگیزی تعداد زیادی از ویژگی‌های مغز از توزیع‌های لاگ-نرمال تبعیت می‌کنند.
کارکرد محاسباتی ناهمگونی شبکه
آیتور مورالس گرگوریو، یکی از نویسندگان ارشد این پژوهش و متخصص علوم اعصاب محاسباتی در مرکز تحقیقات یولیش، می‌گوید ما نمی‌توانیم با یقین بگوییم توزیع لاگ-نرمال تراکم‌های نورون چگونه بر کارکرد مغز تأثیر می‌گذارد، اما به احتمال زیاد با ناهمگونی بالای شبکه مرتبط است که از نظر محاسباتی می‌تواند سودمند باشد.
دانشمندان امیدوارند این کشف، چگونگی ذخیره و بازیابی اطلاعات و نحوه کسب دانش تازه را روشن کند. تلاش مداوم برای یافتن درمان‌های مؤثر برای بیماری‌های مغزی می‌تواند راه را برای طراحی دارو‌های جدید هموار سازد که نواحی خاصی از مغز را هدف قرار می‌دهند.
این مطالعه در مجله سربرال کورس منتشر شده است. تلاش ده ساله پروژه مغز انسان برای ایجاد یک زیرساخت تحقیقاتی مشترک جهت تقویت علوم اعصاب، محاسبات و پزشکی مرتبط با مغز در حال اتمام است و در این مسیر اکتشافات جالبی را به ما عرضه کرده است.
