Екип от невролози от Института „Макс Планк“ за емпирична естетика (MPIEA), Института „Ернст Щрунгман“ (ESI) за невронауки както във Франкфурт на Майн, така и от Гьоте университет Франкфурт, Германия, показва за първи път как специфични мозъчни ритми предсказват времето на бъдещи събития. Резултатите са публикувани в списанието Nature Communications.
Изследването разкрива ключовата променлива, оформяща способността ни да предвиждаме предстоящи събития: вероятността във времето. Тази вероятност е представена в мозъчни вълни, които имат определен брой трептения в секунда. Тези колебания възникват в честотните диапазони алфа, със 7 до 12 херца, и бета, с 15 до 30 херца.
ОЩЕ: Хората възприемат нулата като число, а не като "нищо"
„Резултатите показват, че мозъчните вълни в тези честотни диапазони прогнозират времевата точка, в която ще се случат бъдещи събития. Колкото по-предсказуемо е дадено събитие, толкова по-силни са невронните трептения. Това позволява на мозъка да реагира по-бързо и по-ефективно", обяснява първият автор Матиас Грабенхорст от ESI.
vat loai / Pixabay
Използвайки магнитоенцефалография (MEG), изследователският екип успял да локализира три ключови области на мозъка, които проследяват кога е вероятно нещо да се случи: Първо, задният париетален кортекс, който е център за време и двигателна подготовка, играе важна роля. Освен това активна е задната средна темпорална извивка, която е от решаващо значение за обработката на събития във времето. Роля играе и сензомоторната кора, тъй като е пряко включена в прогнозираните събития.
Констатациите могат да имат мащабни последици за разбирането ни за вземането на решения и вниманието, както и за спортните постижения и неврологичните разстройства.
ОЩЕ: Любимите филми на човек разказват за неговата нервна система
„Изследването отваря нови врати за изследване на фундаменталната роля на мозъчните ритми в начина, по който се ориентираме във времето и бъдещето. Например тези ритми биха могли един ден да се използват за обучение на мозъка да мисли напред. Или смущенията в тези сигнали могат да обяснят защо някои заболявания като синдром на дефицит на вниманието и хиперактивност или болестта на Паркинсон влияят на времето и скоростта на реакция“, заключава старшият автор Георгиос Михалареас от Гьоте университет.
Друго изследване показва, че мозъчната кора действа като „машина на паметта“, като постоянно открива нови стимули, за да прецизира своите прогнози за бъдещето. Чрез изследване на слуховата кора на мишки, учените открили, че невроните проследяват сензорните входове във времето, образувайки „ехо“, което помага за разграничаването на новата информация.
Gerd Altmann / Pixabay
Модел на невронна мрежа възпроизвежда тези открития, показвайки, че мозъкът естествено поддържа откриването на новости. Тази функция е от решаващо значение за възприемането, ученето и вземането на решения и може да обясни защо хората с шизофрения се борят да разграничат новата от старата информация.
Машина с памет
Мозъчната кора е най-голямата част от мозъка на бозайниците и по някои показатели – най-важната. По-специално при хората там се случват повечето неща – като възприятие, мислене, съхранение на паметта и вземане на решения.
ОЩЕ: Какво се случва в мозъка, когато през него преминава "вълната на смъртта"
Една хипотеза предполага, че основната роля на кората е да предскаже какво ще се случи в бъдеще чрез идентифициране и кодиране на нова информация, която получава от външния свят, и я сравнява с това, което се очаква да се случи. Изследване, публикувано в списанието Neuron, прави голяма крачка към доказването на тази хипотеза.
„Открихме, че мозъчната кора действа като машина с памет, кодира нови преживявания и предсказва най-близкото бъдеще“, казва водещият автор Юрий Шимкив, постдокторант в лабораторията на проф. Рафаел Юсте.
„Това изследване дава голяма представа за ролята на мозъчната кора и за заболявания като шизофрения, при които кората, изглежда, не функционира добре“, допълва Юсте, отбелязвайки, че също така помага да се изяснят важни процеси в нормалния мозък.
Miroslaw Miras / Pixabay
„Новостта е разликата между това, което сте предвидили, че ще се случи, и това, което действително се е случило. Това изследване показва, че мозъчната кора непрекъснато открива нови стимули, за да промени и подобри своите прогнози за бъдещето. Откриването на новости е критична функция за хората и другите животни."
Изследването също така предлага нов поглед върху основната роля, която мозъчната кора играе при шизофренията. Известно е, че хората с шизофрения не умеят да разграничават новата информация от старата.
ОЩЕ: Учени обясниха антидепресантния ефект на безсънните нощи
Учените се опитали да обяснят това чрез тълкуване на поведението на отделните неврони, но в крайна сметка се натъкнали на трудности. Едно от основните прозрения на тази статия е нейното откритие, че откриването на новости не е работа на отделни неврони, а на невронни мрежи.
„Ние сме много развълнувани, че тези открития могат да задълбочат нашето разбиране за тази ключова част от мозъка и също така потенциално да предложат важна представа за случаите, когато тези функции се объркат – и начини да го поправим“, заключава Юсте.
