Aivoverkot

Aivoverkot ovat aivojen alueiden välisten yhteyksien kokonaisuuksia, joiden kautta tieto välittyy ja toiminta koordinoidaan. Ne voivat olla rakenteellisia yhteyksiä, jotka perustuvat fyysisiin aksoniyhteyksiin valkeassa aineessa, tai toiminnallisia yhteyksiä, jotka näkyvät alueiden ajallisesti havaittavina tilastollisina riippuvuuksina. Aivoverkkojen tutkimus yhdistää neurotieteen kuvantamismenetelmiä kuten diffusion MRI:n (DTI) sekä funktionaalista MRI:tä (fMRI), sekä EEG- ja MEG-aikasarjoja, ja soveltaa grafiteoreettisia menetelmiä verkkojen analysointiin.

Rakenteelliset yhteydet kartoitetaan diffuusion MRI:n ja tractografian avulla. Solmut voivat vastata suuria aivareittejä tai anatomisia alueita, ja kaaret kuvaavat fyysisesti yhteyksiä näiden välillä. Toiminnalliset yhteydet määritellään tilastollisina riippuvuuksina alueiden aktiivisuuden välillä ajanjaksoina, jolloin aikasarjat kuten fMRI tai EEG/MEG otetaan huomioon. Yleisimmät toiminnalliset verkot ovat default mode -verkko sekä sensorimotoriset sekä etu- ja takaosien verkot; niiden yhteydet voivat vaihdella tehtävän ja tilan mukaan.

Grafiteoreettiset menetelmät käyttävät solmuja ja kaaria verkon rakenteen kuvaamiseen. Ominaisuuksia kuten modulaarisuus, pienmaailmaisuus, keskukset ja yhteyksien tiheyden tulkitaan tiedonkulun ja koordinoinnin näkökulmasta.

Aivoverkkojen tutkimus on keskeistä kognitiivisen kehityksen, aivojen joustavuuden sekä monien neurologisten ja psykiatristen sairauksien ymmärtämisessä. Haasteisiin kuuluvat mittausinnoitteet, yksilölliset erot sekä tulkinnan epävarmuus.