WYZNACZANIE TRENDÓW W NAUCE: Mózg ma swoje „linie papilarne”

Do tej pory to odcisk palca był najczęściej stosowaną metodą identyfikacji osób. Oprócz czytników linii papilarnych współczesna technologia oferuje także inne narzędzia gromadzenia danych biometrycznych, między innymi nagrania głosowe i skanery siatkówki oka. Te rozwiązania udowadniają, że każdy z nas jest wyjątkowy i umożliwiają rozróżnianie nas spośród 7,9 miliarda innych ludzi. Czy mózg pozwala na równie dokładną identyfikację osób co odcisk palca?

Z opisanego na łamach czasopisma „Science Advances” badania wynika, że nasze mózgi także posiadają własne „linie papilarne”: „funkcjonalny profil połączeń w mózgu danej osoby jest unikalny i wiarygodny, podobnie do odcisku palca, i umożliwia identyfikację danej osoby z dużej grupy badanych wyłącznie na podstawie jej profilu połączeń, w wielu przypadkach z niemal idealną dokładnością”. Wszyscy posiadamy mózgowe „linie papilarne”, które stale się zmieniają, w przeciwieństwie do naszych odcisków palców.

Enrico Amico, neuronaukowiec i współautor badania, przedstawił swoje ustalenia w komunikacie prasowym opublikowanym na stronie „EurekAlert!”: „Myślę o tym każdego dnia, a także każdej nocy we śnie. Od pięciu lat ten temat to całe moje życie”.Nasze mózgi wykazują wyjątkowe wzorce aktywności. Aby zrozumieć, kiedy wzorce te stają się charakterystyczne i rozpoznawalne, naukowcy z Politechniki Federalnej w Lozannie zbadali ich zmiany na przestrzeni czasu. „Moje badania dotyczą sieci i połączeń w mózgu, a w szczególności powiązań między różnymi obszarami, i mają na celu uzyskanie lepszego wglądu w funkcjonowanie tego narządu”, tłumaczy dr Amico. W tym celu, wykorzystując rezonans magnetyczny (MRI), naukowcy dokonali pomiaru aktywności mózgu w określonym czasie. Uzyskane obrazy zostały następnie wykorzystane do opracowania wykresów w formie kolorowych matryc, które przedstawiają aktywność mózgu danej osoby.

„Te wykresy, które są powszechnie znane jako «konektom czynnościowy mózgu», zawierają wszystkie potrzebne nam informacje”, wyjaśnia dr Amico. „Konektom to mapa sieci neuronowej, która informuje nas, co dana osoba robiła podczas badania MRI – czy odpoczywała, czy na przykład wykonywała jakieś zadania. Nasze konektomy zmieniają się na podstawie aktywności i wykorzystywanych obszarów mózgu”.Do tej pory neuronaukowcy identyfikowali mózgowe linie papilarne na podstawie dwóch skanów MRI, które zajmowały stosunkowo dużo czasu. Skupieni wokół projektu badacze odkryli, że wystarczy około 1 minuty i 40 sekund, aby zebrać dane umożliwiające wiarygodną identyfikację. „Zdaliśmy sobie sprawę, że jesteśmy w stanie uzyskać informacje wymagane do wykrycia linii papilarnych mózgu w bardzo krótkim czasie”, wyjaśnia dr Amico. „Nie musimy badać aktywności mózgu za pomocą MRI przez na przykład pięć minut. Możemy to zrobić w krótszym czasie”.

Ustalenia mogą przyczynić się do opracowania metod wczesnego wykrywania chorób neurologicznych, które powodują zanikanie „linii papilarnych” mózgu, takich jak choroba Alzheimera, a także autyzmu, udaru, a nawet uzależnienia od używek. „To kolejny mały krok, który przybliża nas do zrozumienia wyjątkowości naszych mózgów, a wiedza ta może przynieść nieograniczone możliwości”.