Вы когда-нибудь задумывались, как можно манипулировать миллионом мыслей в голове и при этом помнить каникулы в детстве? Оказывается, ваш мозг использует особый вид волн, чтобы разобраться во всем этом.
Новое исследование Columbia Engineering проливает свет на мозговые волны, открывая увлекательную улицу с двусторонним движением для создания и извлечения воспоминаний.
Мозговые волны и их функционирование
Наш мозг состоит из миллиардов нервных клеток, называемых нейронами, которые общаются друг с другом с помощью электрических сигналов. Эти чаты создают модели активности, которые мы называем мозговыми волнами. Тип мозговой волны зависит от того, насколько быстро подаются эти сигналы.
Существует пять основных типов мозговых волн: дельта, тета, альфа, бета и гамма. Дельта-волны самые медленные и возникают во время глубокого сна.
Тета-волны немного быстрее и связаны с легким сном, расслаблением и сновидениями. Альфа-волны присутствуют, когда мы расслаблены и спокойны, особенно если наши глаза закрыты.
Бета-волны быстрые и указывают на то, что мы активно думаем, сосредоточены или бдительны. Гамма-волны самые быстрые и участвуют в таких вещах, как обучение и решение проблем.
Мозговые волны важны, потому что они могут многое рассказать нам о том, что происходит в нашем мозгу. Если паттерны отличаются от обычных, это может быть признаком когнитивного дисбаланса.
Открытие бегущих волн мозга
Ученые, изучающие память, набирали людей с эпилепсией, которым в мозг были имплантированы специальные электроды. Это позволило исследователям напрямую измерить активность мозга, когда участники запоминали и вспоминали слова или буквы.
Эксперты сосредоточились на определенном типе мозговых волн, называемых «бегущей волной», и отслеживали, как они перемещаются по поверхности мозга. Интересное открытие заключалось в том, что эти волны движутся в одном направлении, когда создается воспоминание, и в другом направлении, когда оно вызывается.
«Эти результаты проливают свет на механизмы, лежащие в основе обработки памяти. В более широком смысле, они помогают нам лучше понять, как мозг поддерживает широкий спектр поведения, включающего точно скоординированные взаимодействия между областями мозга», — сказала соавтор исследования Ума Р. Мохан, научный сотрудник Национального института здравоохранения (NIH).
Области мозга работают вместе
Когда мы формируем новые воспоминания, мозговые волны перетекают из задней части мозга в переднюю. Возможно, именно так мозг собирает и сохраняет новый опыт. Это направление может помочь различным участкам мозга работать вместе, обрабатывая и запоминая информацию.
С другой стороны, когда мы что-то вспоминаем, мозговые волны движутся в противоположном направлении, спереди назад. Это может помочь активировать сохраненную информацию и донести ее до нашего сознания.
Этот процесс может быть похож на воспроизведение связей между клетками мозга, которые сформировались при первом создании воспоминаний, что позволяет нам восстановить воспоминания.
Понимание шаблона
Наш мозг формирует воспоминания поэтапно. Когда мы узнаем что-то новое, например рецепт, разные части мозга работают вместе.
Одна область определяет слова, которые мы читаем (понимание прочитанного), другая создает картину готового блюда (визуальные образы), а третья запоминает необходимые шаги (процедурная память).
Когда мы сосредотачиваемся на запоминании рецепта, волна активности мозга перемещается от задней части, где мы обрабатываем визуальную и пространственную информацию, к передней, где закрепляются воспоминания. Такое направление движения сзади вперед помогает закодировать информацию в полезную память.
Вызов воспоминаний работает наоборот. Чтобы приготовить это блюдо по памяти, волна активности мозга движется в противоположном направлении — от передней части мозга, где хранятся воспоминания, обратно к зрительной и процедурной областям, которые первыми участвовали в обучении. Это обратное движение спереди назад помогает восстановить сохраненный рецепт.
Мозг путешествует по волнам в здравоохранении
Это исследование может произвести революцию в здравоохранении, особенно в отношении заболеваний, связанных с памятью. «Мы думаем, что эта работа может привести к новым подходам к взаимодействию с мозгом. Измеряя направление движения мозговых волн человека, мы сможем предсказать его поведение», — объяснил ведущий исследователь профессор Джошуа Джейкобс.
В будущем врачи смогут предсказывать проблемы с памятью или определенное поведение, изучая закономерности мозговых волн. Это может привести к более ранней диагностике и, возможно, даже к лечению, которое замедляет или уменьшает симптомы ухудшения памяти.
Возможности становятся еще более захватывающими. Ученые, возможно, смогут напрямую влиять на мозговые волны, чтобы улучшить память или полностью решить проблемы с памятью. Представьте себе лечение, которое регулирует активность мозговых волн и устраняет дисбаланс, вызывающий проблемы с памятью.
Этот тип лечения может изменить жизнь миллионов людей, страдающих потерей памяти, болезнью Альцгеймера и другими расстройствами головного мозга. Это могло бы вернуть им больше независимости и улучшить качество их жизни.
Исследование опубликовано в журнале Nature Human Behavior.
