Лоскутное одеяло, где каждый лоскут — запись активности небольшого участка мозга. Один лоскут сшили в понедельник в Лондоне, другой — во вторник в Нью-Йорке, а третий вообще месяц назад в Токио. Вся эта мозаика покрывает мозг лишь частично, и нет общего шва, чтобы их соединить. Раньше для карты направленных связей — кто кому передаёт сигнал — требовалось, чтобы все участки записывались одновременно и с едиными часами.
Метод SPIDER работает иначе. Он берёт эти разрозненные записи и, как опытный портной, сшивает их в единое полотно. Сначала он оценивает ритмы активности (спектры мощности) в каждой доступной точке, а потом математически восстанавливает глобальную матрицу связей. Пробелы между зонами, которые никогда не записывали вместе, заполняются с помощью ядерной нормы. Затем, через каноническую спектральную факторизацию, вычисляются направленные взаимодействия — кто на кого влияет и на каких частотах.
Когда метод проверили на реальных данных, открылась удивительная картина. В спонтанной активности 50 зон мозга мыши связи оказались в основном возвратными — как эхо, гуляющее по кругу. Но в тета-диапазоне (4–8 Гц) проявилась чёткая иерархия: сигнал шёл вперёд, от гиппокампа к другим областям. Ту же иерархию SPIDER обнаружил и в данных внутричерепной ЭЭГ 43 пациентов — уже у человека. Значит, этот принцип организации не случаен и не зависит от вида.
Так из груды нестыкующихся записей рождается цельная картина мозгового оркестра. Лоскутное одеяло превращается в карту дорог, по которым движутся мысли.
Тета-ритм (4–8 Гц) часто связывают с навигацией и памятью, и теперь видно, что он буквально указывает путь сигналам от гиппокампа — нашего внутреннего картографа.
Идея собирать разум из фрагментов напоминает «Осколки чести» Лоис Макмастер Буджолд, где личность восстанавливают из разрозненных воспоминаний.