به نقل از اس‌ای، پژوهشگرانی که در «پروژه مغز انسان» شراکت می‌کنند، یک قانون ریاضی را شناسایی کرده‌اند که بر توزیع نورون‌ها در مغز ما حاکم است.

این قانون، نحوه توزیع نورون‌ها در قسمت‌های گوناگون مغز را پیش‌بینی می‌کند و می‌تواند به دانشمندان پشتیبانی کند تا مدل‌های دقیقی برای فهمیدن نحوه کارکرد مغز و گسترش درمان‌های تازه برای بیماری‌های عصبی تشکیل کنند.

در دنیای شگفت انگیز آمار، اگر هر متغیر اتفاقی مدام‌ای را در نظر بگیرید، لگاریتمِ آن متغیر، زیاد تر از آنچه به گفتن توزیع لاگ-نرمال شناخته می‌بشود، پیروی می‌کند که با میانگین و انحراف استاندارد تعریف می‌بشود و می‌توان آن را به طور یک منحنی زنگ‌شکل با یک منحنی گسترده‌تر از آن چیزی که در یک توزیع معمولی می‌بینید، تجسم کرد.

توزیع لاگ-نرمال در نظریه گمان، نوعی توزیع گمان مدام برای یک متغیر اتفاقی است که لگاریتم آن به طور نرمال توزیع شده ‌است.

گروهی از پژوهشگران از مرکز پژوهشی یولیش(Jülich) و دانشگاه کلن در آلمان دریافتند که تعداد نورون‌ها در نواحی لایه بیرونی بافت عصبی در پستانداران گوناگون مشابه با توزیع منطقی است.

جمعیت در سراسر یک سرزمین زیاد تر به طور منطقی در چند شهر زیاد بزرگ و تعداد بسیاری از شهرها و روستاهای کوچک توزیع می‌بشود. ساختار و کارکرد مغز نیز به تعداد و آرایش نورون‌ها بستگی دارد و چگالی نورون‌ها در نواحی گوناگون و لایه‌های قشر مغز به طور قابل توجهی متفاوت است.

ساشا ون آلبادا عصب‌شناس مرکز پژوهشی یولیش می‌گوید: توزیع تراکم نورون‌ها بر اتصال شبکه تأثیر می‌گذارد. به گفتن مثال، اگر چگالی سیناپس‌ها ثابت باشد، مناطقی با تراکم نورون پایین‌تر، سیناپس‌های بیشتری را در هر نورون دریافت خواهند کرد.

توزیع آماری تراکم نورون‌ها تا این مدت تا حد بسیاری ناشناخته مانده است، اگرچه تحقیقات مطمئناً اکتشافات شگفت انگیزی در رابطه بافت‌های سلولی مغز ما اراعه کرده است.

این تیم برای انجام تحقیقات خود از ۹ مجموعه داده منبع‌باز منفعت گیری کرد که هفت گونه گوناگون شامل موش‌ها، میمون‌های ماکاک، گالاگو(شب‌دوست)، میمون‌های شب، بابون و انسان را پوشش می‌داد. هنگامی که تراکم نورون‌ها در مناطق گوناگون قشر با هم قیاس شدند، یک الگوی مشترک از توزیع لاگ-نرمال پدیدار شد.

نویسندگان در مقاله خود نوشتند: نتایج ما با این مشاهدات مطابقت دارد که به طور شگفت انگیزی تعداد بسیاری از ویژگی‌های مغز از توزیع‌های منطقی تبعیت می‌کنند.

توزیع لاگ-نرمال، درست همانند توزیع نرمال یک نتیجه طبیعی از جمع کردن تعداد بسیاری از متغیرهای جدا گانه، نتیجه‌ی طبیعی فرآیندهایی است که تکثیر خواهد شد.

پژوهشگران می‌گویند، نحوه ساختار قشر مغز می‌تواند محصول جانبی گسترش یا تکامل باشد که ربطی به محاسبات ندارد. اما تحقیقات قبلی نشان خواهند داد که تنوع شبکه عصبی مغز چیزی بیشتر از یک محصول جانبی است و امکان پذیر به طور فعال به حیوانات در یادگیری در محیط‌های متغیر پشتیبانی کند.

این حقیقت که سازماندهی یکسانی در گونه‌های گوناگون و در زیاد تر تکه‌های قشر مغز دیده می‌بشود، مشخص می کند که توزیع لاگ-نرمال برای چیزی منفعت گیری می‌بشود.

آیتور مورالس گرگوریو یکی از نویسندگان ارشد این پژوهش و متخصص علوم اعصاب محاسباتی در مرکز پژوهشی یولیش توضیح می‌دهد: ما نمی‌توانیم یقین باشیم که توزیع منطقی تراکم‌های نورون چطور بر کارکرد مغز تأثیر می‌گذارد، اما به گمان زیادً با ناهمگونی بالای شبکه مرتبط است که امکان پذیر از نظر محاسباتی سودمند باشد.

دانشمندان امیدوارند این کشف، چگونگی ذخیره و بازیابی اطلاعات و این چنین نحوه کسب دانش تازه را روشن کند.

تلاش مداوم برای یافتن درمان‌های مؤثر برای بیماری‌های مغزی می‌تواند راه را برای تشکیل داروهای جدیدی که مناطق خاصی از مغز را مقصد قرار خواهند داد، هموار کند.

تلاش ۱۰ ساله «پروژه مغز انسان» برای تشکیل یک زیرساخت تحقیقاتی مشترک برای تحکیم علوم اعصاب، محاسبات و پزشکی مرتبط با مغز در حال آخر است و در این راه اکتشافات جالبی را به ما اراعه کرده است.

این مطالعه در مجله Cerebral Cortex انتشار شده است.