«Метастабильность можно визуализировать в виде линии; со слишком сильной сегрегацией на левом конце линии и слишком большой интеграцией на правом конце линии, ведущей к расстройствам. Мозг лучше всего функционирует где-то посередине, где есть динамика баланс сегрегации и интеграции », — сказал Тоньоли. «Если он не сбалансирован, это может привести к таким заболеваниям, как аутизм, шизофрения и эпилепсия».Это исследование актуально, поскольку федеральное финансирование в поддержку B.R.A.I.N.
Инициатива была одобрена в начале этого года. Инициатива предназначена для ускорения разработки и применения новых технологий, которые позволят исследователям создавать динамические изображения мозга, показывающие, как отдельные клетки мозга и сложные нейронные цепи взаимодействуют со скоростью мысли.«Мы знаем, как возбуждаются нейроны, и мы знаем, что они связаны», — сказал Фрэнсис Коллинз, директор Национального института здоровья США в интервью Wall Street Journal в 2013 году. «Мы не знаем, как они действуют согласованно, чтобы управлять поведением, что является важным вопросом при лечении неврологических заболеваний и расстройств психического здоровья».
В то время как большинство исследований, проводимых на национальном уровне, сосредоточено на «картировании» мозга, работа Тоньоли и Келсо сосредоточена на том, как активность мозга развивается в пространстве и времени в миллисекундной шкале времени в ходе обычного поведения. Исследователи используют количественный подход к координации мозга, чтобы узнать обо всем «пространстве параметров» или обо всем промежутке между сегрегацией и интеграцией.Одним из следующих шагов в этом направлении исследований будет анализ эффективных лекарств на основе теории метастабильности.
Кроме того, исследователи могут изучить, какие вмешательства приведут к неэффективным или противоречащим интуиции последствиям — как это случилось бы с лекарствами, усиливающими сегрегацию.Работа Келсо, Тоньоли и их коллег над человеческим мозгом и поведением проводится в кампусе FAU в Бока-Ратон под эгидой Национального института психического здоровья.
FAU также имеет исследовательский кластер, состоящий из почти трех десятков нейробиологов, работающих в кампусе Джона Д. Макартура на Юпитере. Эти нейробиологи работают над дополнительными способами понимания мозга, используя модели животных и сосредотачиваясь на нейронных схемах в сотрудничестве с исследователями из Скриппса Флориды и Института Макса Планка Флориды.