"Разработка новых экспериментальных и математических методов анализа и исследование принципов организации когнитивных нейронных сетей мозга животных и человека"

Проводившаяся в институте в последние годы успешная разработка новых методов и экспериментальных подходов для динамического исследования активности мозга на разных уровнях при непосредственном сопоставлении с поведением животных в разных когнитивных задачах начала приносить достаточно большие объемы данных и позволила вплотную подойти к решению более крупной задачи - выявлению закономерностей организации когнитивных сетей мозга. Когнитивная сеть мозга - это сеть, отдельными узлами в которой являются распределенные группы нейронов, формирующиеся в результате обучения. Каждая такая нейронная группа составляет единицу субъективного опыта, приобретая специализацию и свойственные только ей когнитивные свойства. Активность таких когнитивных нейронных групп проявляется в частности в сетях покоя головного мозга. В последнее время анализ функциональной взаимосвязанности сетей состояния покоя стал эффективным методом изучения связи между текущей нейронной активностью и когнитивными процессами. Однако вопрос о влиянии прошлого опыта на пространственно-временную структуру нейронных сетей, в том числе сетей состояния покоя исследован недостаточно. Цель исследования - привлечение новых методов физико-математического анализа для раскрытия закономерностей организации глобальных характеристик сетей мозга. В частности, в работе исследуются возможности применения с этой целью спектральной теории графов и анализа спектральных свойств сетей мозга (коннектомов).