Наше мягкое серое вещество осуществляет свою деятельность посредством оркестра волн. Поскольку многие задачи выполняются одновременно, то, как наш мозг удерживает отдельные колебания от спутывания, долгое время оставалось загадкой.
Теперь американские исследователи обнаружили, что направление распространения мозговых волн соответствует типу их задачи: процессы обучения протекают в одном направлении, а воспоминания о действиях возвращаются в другом направлении. Исследование было опубликовано в журнале Nature Human Behavior.
«Эти результаты… помогают нам лучше понять, как мозг поддерживает широкий спектр поведенческих реакций, включающих точно скоординированные взаимодействия между областями мозга», — объясняет невролог Национального института здоровья США Ума Мохан.
В исследовании приняли участие 93 пациента из больниц США, которым уже были временно имплантированы электроды на поверхность коры головного мозга для лечения лекарственно-устойчивой эпилепсии, что дало исследователям доступ к тому, что обычно находится вне досягаемости.
«Это редкая возможность увидеть, что происходит прямо из мозга, в то время как участники участвуют в различных когнитивных действиях», — говорит Мохан.
Кора — это самый внешний слой нашего мозга, участвующий в сознании и связанном с ним поведении, таком как внимание и мысли.
Мохан и его коллеги зафиксировали волны частоты тета (2–8 Гц) и альфа (8–13 Гц), текущие по поверхности мозга, пока добровольцы выполняли различные задачи. Один из наборов такого поведения включал запоминание списков слов или букв; другой набор был посвящен их вспоминанию.
«Мы рассматриваем нейронные колебания не как независимые стационарные явления, а как явления, которые постоянно и спонтанно динамически движутся по мозгу», — замечает Мохан.
Потребовались определенные усилия и новейшие технологии, чтобы разобраться в разнообразии сигнальных танцев между людьми и выявить закономерность. В исследовании у 67 дополнительных участников были мозговые волны, которые были недостаточно выражены для анализа во время задания на запоминание.
Команда отмечает, что широкий спектр различий, вероятно, обусловлен анатомическими и физиологическими различиями между людьми, и, возможно, именно поэтому ранее не учитывались направления.
«Мы обнаружили, что волны имеют тенденцию перемещаться от задней части мозга к передней, когда пациенты что-то помещают в свою память», — объясняет Мохан.
Эта лобная доля — область мозга, которая активируется больше всего, когда мы формируем внутренний контекст.
«Когда позже пациенты пытались вспомнить ту же информацию, эти волны двигались в противоположном направлении, от передней части мозга к задней», — продолжает Мохан.
Мы до сих пор не понимаем, управляют ли эти сигналы деятельностью, с которой они связаны, или являются ее побочным продуктом. Но считается, что эти бегущие мозговые волны, по крайней мере, помогают хореографировать порядок и время действий в различных областях мозга.
Новое исследование в некоторой степени подтверждает эту теорию.
Волновые колебания соответствуют уровню активности нейронов, что дает нам визуальное представление о том, как такие клеточные коммуникации проходят через наш мозг в виде дискретных импульсов. Изменения направления мозговых волн могут быть задействованы в реорганизации этой связи.
По мере того, как мы узнаем больше, мы можем найти новые способы помочь людям, борющимся с такими заболеваниями, как потеря памяти.
«Если чьи-то волны движутся в неправильном направлении, когда они собираются что-то вспомнить, это может привести к ухудшению памяти», — говорит Мохан. «Если бы вы могли правильно применять стимуляцию, вы, возможно, могли бы заставить эти волны двигаться в другом направлении, вызывая принципиально иное состояние памяти».
Хотя большинству из нас удается использовать свой мозг, не имея ни малейшего представления о том, как он работает, нам еще предстоит многому научиться на случай, если что-то пойдет не так. К счастью, нейробиологи изучают танцевальные движения мозга.
