Sử dụng mô hình toán học dựa trên lý thuyết trường thần kinh (neural field theory), nhóm nghiên cứu chứng minh rằng các kết nối thần kinh có xu hướng hình thành giữa những vị trí có khả năng tạo ra các "mẫu cộng hưởng" của hoạt động thần kinh, vốn chịu ảnh hưởng bởi cấu trúc vật lý của não.
Tác giả chính của nghiên cứu, ông Francis Normand thuộc Viện Turner về Não bộ và Sức khỏe tâm thần, Đại học Monash cho biết, cũng giống như hình dạng của chiếc chuông hay mặt trống quyết định cách chúng rung động và tạo ra âm thanh, hình học của não cũng giới hạn các dạng hoạt động thần kinh mà não có thể duy trì. Kiểm chứng mô hình trên nhiều loài, từ chuột đến con người, nhóm nghiên cứu phát hiện hình dạng vật lý của não đã đóng vai trò như một "bản thiết kế" định hướng sự hình thành mạng lưới kết nối bên trong não trong suốt ít nhất 90 triệu năm tiến hóa của động vật có vú.
Theo nhóm nghiên cứu, hình học của não có thể định hình các kết nối thần kinh tương tự như "hình dạng của một mặt hồ quyết định cách các gợn sóng lan truyền sau khi hạt mưa rơi xuống". Mô hình trên cũng có khả năng dự đoán cả cấu trúc liên kết và sự phân bố không gian của các kết nối thần kinh, qua đó khắc phục những hạn chế của các giả thuyết trước đây. Kết quả cho thấy não có xu hướng tự tổ chức các kết nối theo những mô hình hoạt động tần số thấp nhằm tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng.
Các nhà nghiên cứu cho rằng phát hiện này có thể góp phần làm sáng tỏ cách những thay đổi hoặc dị dạng trong cấu trúc não làm biến đổi mạng lưới kết nối thần kinh ở các bệnh lý tâm thần và thần kinh.
