Theo kết quả được đăng tải trong Tạp chí Khoa học Thần kinh, não người có ba "đường cao tốc thông tin" ẩn - đóng vai trò nền tảng cho hầu hết cấu trúc não.
Dưới sự dẫn dắt của nhà khoa học Phàn Lệnh Trọng (Fan Lingzhong) từ Trung tâm Brainnetome thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, nhóm nghiên cứu đã phân tích dữ liệu hình ảnh não từ 100 người trưởng thành khỏe mạnh. Sử dụng công nghệ theo dõi khuếch tán tiên tiến, họ đã vẽ bản đồ hơn 30.000 đường dẫn thần kinh trong mỗi bán cầu não.
Qua thuật toán học máy "khuếch tán nhúng", các nhà nghiên cứu xác định ba trục kết nối chính: "đường lưng-bụng" từ đỉnh não xuống đáy, "đường trước-sau" kéo dài từ trước ra sau, và "đường giữa-bên" kết nối các vùng trong và ngoài não. Ba trục này chiếm 33% sự biến thiên trong mạng lưới thần kinh.
Phân tích sâu hơn cho thấy có mối liên hệ đáng kể giữa biểu hiện gen và cấu trúc não. Mặc dù số lượng gen hạn chế so với hàng nghìn tỷ kết nối thần kinh, gen vẫn có thể định hình các kết nối phức tạp thông qua một số quy tắc đơn giản theo nguyên tắc phân bổ dần dần.
Nghiên cứu còn so sánh hình ảnh não của các cặp sinh đôi từ Dự án Connectome Người do Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ tài trợ. Kết quả cho thấy sinh đôi cùng trứng có cấu trúc đường dẫn thần kinh rất giống nhau, trong khi sinh đôi khác trứng thể hiện nhiều khác biệt hơn.
Ba gen phát triển quan trọng - FGF8, PAX6 và WNT3 - được xác định có ảnh hưởng lâu dài, hướng dẫn sự phân hóa vùng não từ giai đoạn phôi thai và duy trì cấu trúc đến tuổi trưởng thành.
Các chuyên gia đánh giá đồng nghiệp ca ngợi nghiên cứu này là "đột phá" vì đã cung cấp khung lý thuyết thống nhất để giải mã các rối loạn như tự kỷ và tâm thần phân liệt - những bệnh lý liên quan đến sự suy giảm giao tiếp thần kinh.
