Человеческий мозг — это, по сути, хаотичный аэропорт мыслей, постоянно управляющий одновременными рейсами, такими как запоминание направлений, управление автомобилем и паника из-за внезапного закрытия дороги. Ключевой игрок в этом воздушном шоу — фронтопариетальная кора, информационный центр мозга, который действует как перегруженный авиадиспетчер. Новое исследование Университета Айовы показало, что этот центр — не жесткий коммутатор, а гибкая сеть, которая меняет свои связи в зависимости от того, что нужно в данный момент.

Используя эксперименты, сочетающие компьютерное моделирование с визуализацией мозга, исследователи обнаружили, что фронтопариетальная кора не общается с остальным мозгом фиксированным образом. Вместо этого ее связи меняются в зависимости от типа информации, необходимой на разных этапах принятия решения. Результаты, опубликованные в Journal of Neuroscience, могут помочь в будущих исследованиях неврологических и психиатрических состояний, таких как СДВГ и шизофрения, где этот обмен информацией может быть немного нарушен.

«Наше исследование показывает более подробно, как работает фронтопариетальная кора — какую информацию она извлекает из других систем и как использует свой паттерн связей для интеграции информации, поступающей из разных областей мозга», — говорит Кай Хван, доцент кафедры психологии и наук о мозге и автор-корреспондент исследования. «Это основной вклад».

Построение общей картины из неполной информации

В исследовании 2025 года Хван и его коллеги обнаружили, что фронтопариетальная кора формирует текущее резюме высокого уровня информации, поступающей из других частей мозга. Она оценивает входящие сигналы, включая неполную или неопределенную информацию, объединяет их в более полезное общее представление, а затем помогает направлять другие области мозга к соответствующему ответу. «Это как если бы другие области мозга не имели всей информации, поэтому они отправляют то, что у них есть, во фронтопариетальную кору за руководством», — объясняет Хван.

Чтобы увидеть, насколько адаптивен этот центр, исследователи набрали 38 участников в возрасте от 18 до 35 лет. Участники выучили связи между различными комбинациями цветов, лиц и сцен и определенными ответами, например, нажатием кнопки указательным или средним пальцем на любой руке. Затем исследователи изменили правила, введя неопределенность. Участникам приходилось осознавать, что ассоциации изменились, учить новые и правильно реагировать. «Если они всегда отвечают правильно, они знают, что установили правильную ассоциацию, но как только они начинают ошибаться, им приходится гадать: "О, контекст изменился, или я нечетко увидел цвет?" Это создает неопределенность», — говорит Хван.

Команда объединила поведенческие данные с функциональной МРТ и разработала компьютерную модель, которая разделяла сигналы из разных областей мозга, показывая, как фронтопариетальная кора объединяет эту информацию. «Вместо того чтобы просто становиться более активной во время сложных задач, мы наблюдали, как эта сеть динамически меняет способ общения с другими областями мозга в зависимости от того, какая информация нужна на каждом этапе принятия решения», — говорит Хван.

Возможные связи с СДВГ и другими расстройствами

Эти результаты могут в конечном итоге способствовать исследованиям психиатрических расстройств, которые затрудняют корректировку поведения при изменении обстоятельств, например, когда говорят слишком громко в библиотеке или с трудом контролируют импульсы. «Это ситуации, когда люди испытывают трудности с регуляцией своего поведения. Для меня это проблема интеграции. Если эта интеграционная функция работает неправильно, то это вполне может означать, что они не использовали правильный контекст для регуляции своего поведения», — говорит Хван.

Стефани Лич, аспирантка шестого года в лаборатории Хвана, руководила экспериментами и со-руководила подготовкой рукописи. «Возможность провести это исследование была особенно полезной, потому что она позволила мне