ดูเหมือนว่าจะใช้กับสมอง ทุกเครือข่ายตั้งอยู่ในสถานที่หนึ่งซึ่งกำหนดหน้าที่และเพื่อนบ้าน แต่ยังรวมถึงประเภทของฟังก์ชันที่เกิดขึ้นที่นั่นด้วย อย่างไรก็ตามกฎที่อธิบายความสัมพันธ์บริเวณสมองที่แตกต่างกันยังไม่เป็นที่เข้าใจกันดีจนถึงตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์จาก Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences ในเมือง Leipzig ประเทศเยอรมนีและ Forschungszentrum Juelich ร่วมกับทีมผู้ทำงานร่วมกันระหว่างประเทศได้ถอดรหัสแกนสองแกนที่จัดระเบียบสมองของมนุษย์ พบว่าแกนเหล่านี้ถูกกำหนดโดยปัจจัยทางพันธุกรรมเป็นหลัก

แกนหนึ่งทอดยาวจากด้านหลัง (ด้านหลัง) ไปยังส่วนหน้าของเยื่อหุ้มสมอง สิ่งนี้สะท้อนถึงลำดับชั้นของการทำงานตั้งแต่ความสามารถพื้นฐานเช่นการมองเห็นและการเคลื่อนไหวไปจนถึงนามธรรมทักษะที่ซับซ้อนสูงเช่นความรู้ความจำและทักษะทางสังคม แกนที่สองนำจากส่วนหลัง (ส่วนบน) ไปยังส่วนหน้าท้อง (ส่วนล่าง) ของเยื่อหุ้มสมอง ในขณะที่ระบบหน้าท้องเกี่ยวข้องกับฟังก์ชันที่กำหนดความหมายและแรงจูงใจระบบหลังอาจเกี่ยวข้องกับพื้นที่เวลาและการเคลื่อนไหว

"ที่น่าสนใจคือการจัดเรียงแนวตั้งนี้สอดคล้องกับสมมติฐานที่มีมายาวนานของแหล่งกำเนิดคู่" Sofie Valk หัวหน้ากลุ่มวิจัยของ MPI CBS และ Forschungszentrum Juelich และผู้เขียนคนแรกของการศึกษาซึ่งตีพิมพ์ในScience Advances กล่าว. ตามสมมติฐานนี้เปลือกสมองพัฒนาจากต้นกำเนิดที่แตกต่างกันสองแห่งคืออะมิกดาลาและคอร์เทกซ์รับกลิ่นในมือข้างหนึ่งและในอีกด้านหนึ่งของฮิปโปแคมปัส จากจุดเริ่มต้นของการพัฒนาเยื่อหุ้มสมองสองสายที่แตกต่างกันเหล่านี้เกิดขึ้นสะท้อนคลื่นจากพื้นที่น้อยไปหามากขึ้นโดยเริ่มจากแต่ละจุด ความแตกต่างระหว่างบริเวณหน้าท้องและส่วนหลังนั้นพบได้ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลายชนิดเช่นบิชอพที่ไม่ใช่มนุษย์แมวและหนู อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์รอบ ๆ Valk ได้ให้หลักฐานสำหรับเปลือกนอกของมนุษย์ทั้งหมดแล้วและแสดงให้เห็นว่านี่อาจเป็นหลักการขององค์กรที่สำคัญประการที่สองถัดจากแกนหลัง - หน้า

ในทางกลับกันองค์กรสองแกนนี้ส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมระหว่างบริเวณสมอง ซึ่งหมายความว่าความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างของสมองสองส่วนนั้นเกิดจากผลกระทบทางพันธุกรรมที่ใช้ร่วมกัน นอกจากนี้ยังพบแกนที่คล้ายกันในสมองของลิงแสมซึ่งบ่งชี้ว่าแกนเหล่านี้ได้รับการอนุรักษ์โดยวิวัฒนาการของไพรเมต “ ในขณะเดียวกันแม้ว่ายีนและวิวัฒนาการจะเป็นตัวกำหนดโครงสร้างของสมอง แต่เราก็ต้องไม่ลืมว่าสิ่งแวดล้อมก็มีส่วนสำคัญในการสร้างสมองและจิตใจของเราด้วยเช่นกัน” Valk กล่าว "แม้ว่าเราจะมุ่งเน้นไปที่ผลกระทบทางพันธุกรรมเหล่านี้โดยเฉพาะในการศึกษาในปัจจุบัน แต่งานอื่น ๆ ของทีมงานของเราได้แสดงให้เห็นว่าการฝึกพฤติกรรมสามารถเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของสมองได้เช่นกัน" มีการวางแผนการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อทำความเข้าใจว่าปัจจัยทั้งสองนี้มีผลต่อโครงสร้างสมองอย่างไร

การทำความเข้าใจแกนหลักของการจัดระเบียบสมองก็เหมือนกับการมีเข็มทิศและสามารถช่วยนำทางในสมองได้ดีขึ้น "เราอาจเข้าใจวิวัฒนาการและการทำงานของพื้นที่เฉพาะได้ดีขึ้นและประเมินผลกระทบของความผิดปกติของสมองได้ดีขึ้น" Valk กล่าวเสริม ตัวอย่างเช่นงานก่อนหน้านี้ของผู้เขียนแสดงให้เห็นว่าแกนขององค์กรแตกต่างกันระหว่างบุคคลที่มีความผิดปกติของคลื่นความถี่ออทิสติกและการควบคุมที่ดีต่อสุขภาพ

นักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจสอบโครงสร้างของสมองโดยใช้วิธีการหลายระดับ ขั้นแรกพวกเขาใช้ฝาแฝด monozygotic และ dizygotic รวมถึงบุคคลที่ไม่เกี่ยวข้องเพื่อจำลองว่าองค์กรของสมองถูกกำหนดทางพันธุกรรมมากเพียงใด พวกเขาวัดว่าความหนาของเยื่อหุ้มสมองมีความสัมพันธ์กันอย่างไรในกลุ่มบุคคลซึ่งให้ข้อมูลเกี่ยวกับความสัมพันธ์เชิงโครงสร้างและพัฒนาการระหว่างส่วนต่างๆของสมอง ตัวอย่างเช่นหากความสัมพันธ์บางอย่างในฝาแฝดโมโนไซโกติกแน่นหนากว่าพี่น้องคนอื่น ๆ ก็น่าจะเป็นเพราะปัจจัยทางพันธุกรรม โดยใช้ข้อมูลทางพันธุกรรมของความสัมพันธ์ระหว่างบริเวณต่างๆของสมองพวกเขาคำนวณแกนหลักที่มีการจัดโครงสร้างสมองที่คล้ายคลึงกันทางพันธุกรรม พวกเขายังเปรียบเทียบองค์กรสมองในมนุษย์กับลิงแสม