Учените са открили универсален модел на мозъчни вълни при множество видове примати, включително хора.
Този модел на електрическа активност се наблюдава в шестте слоя тъкан, които покриват външната страна на мозъците на бозайниците, известни като мозъчната кора. При приматите по-високочестотните вълни на електрическа активност танцуват през най-повърхностните слоеве, докато по-бавните вълни избухват в слоевете отдолу.
Повсеместното разпространение на тези мозъчни вълни беше разкрито в скорошно проучване, публикувано през януари в списанието Неврология на природата. А предишни изследвания, проведени от някои от същите изследователи, предполагат, че различните модели на активност може да отразяват как мозъкът съзнателно превключва фокуса от една информация към друга.
По-бавните мозъчни вълни в по-дълбоките части на кората действат като пазачи, диктувайки кои битове информация влизат и остават в съзнателната мисъл, каза старши автор на изследването Андре Бастос, асистент професор по психология в университета Вандербилт. Бързите вълни, които отразяват тези съзнателни мисли, се наричат гама ритми и варират между 50 и 150 херца. Междувременно бавните вълни се наричат алфа-бета ритми и се движат около 10 до 30 херца.
„Вие получавате информация, която може да бъде представена чрез гама изблици и пикове“, каза Бастос пред Live Science. „И тогава можете да имате друг механизъм, за да кажете „Вече не ме интересува, изключете това“. Това е работата на алфа-бета вълните — да изтръгнат една мисъл от сцената, за да пуснат друга.
Свързани: Най-подробната карта на човешкия мозък досега съдържа 3300 вида клетки
Докато преди това беше постдокторант в Масачузетския технологичен институт (MIT), Бастос водеше редица изследвания на маймуни за да разкрие как работи този механизъм в някои части на мозъчната кора. Сега, в януарския документ, „показахме универсалността на тези модели“, каза той. Учените открили, че моделът постоянно се появява в 14 различни области на кората, а не само в шепа.
„Това, което показахме тук, е, че не присъства само в една или друга област, но наистина присъства навсякъде“, каза Бастос. Изследователите също така показаха, че се появява при три различни примати: макаци (Макак), мармозетки (Callithrix jacchus) и хората.
Учени от четири институции – Vanderbilt, MIT, Холандския институт по невронауки и Университета на Западно Онтарио в Канада – си сътрудничиха, за да съберат тази колекция от мозъчни данни от маймуни и хора. Те използваха устройства, наречени многоконтактни ламинарни сонди, за да записват активността от всички слоеве на кората наведнъж. Сондите са били хирургически вградени в различни части на кората на мозъка – следователно, за човешките субекти на изследването, устройствата са били имплантирани в няколко души, които са били подложени на мозъчна операция за епилепсия или двигателни нарушения.
„По същество това е просто много микро версия на ЕЕГ“ или електроенцефалограма, начин за записване на електрическа мозъчна активност, каза Бастос. Разликата е, че ЕЕГ най-често използва електроди от външната страна на скалпа и по този начин чрез тази кост и тъкан събира по-размита картина на дейността, случваща се във всички кортикални слоеве отдолу.
За сравнение ламинарните сонди предлагат картина с по-висока разделителна способност. В проучването данните, събрани от устройствата, бяха въведени в алгоритъм на изследователите, който дешифрира кортикалния слой, от който идват.
По този начин те разкриха универсален модел на мозъчна активност, който се проявява в кората на мозъка и между видовете. Този модел се характеризира с пикова гама активност в слоеве 2 и 3 на кората, по-близо до черепа, и пикова алфа-бета активност в слоеве 5 и 6, по-близо до подкоровите области на мозъка. Има и точка на кръстосване в слой 4.
Свързани: Как мозъкът съхранява спомени?
За да провери дали този модел се появява при други бозайници, екипът също разгледа мишка мозъци, но активността, наблюдавана в кората на мишката, не е същата.
Въз основа на предварителното маймуна проучвания, Бастос и колегите подозират, че моделите отразяват един и същ умствен процес при всеки вид примати, при който по-бавните вълни диктуват кои данни влизат в съзнателната мисъл. Те обаче не са показали това категорично.
В статията на Nature всички примати и хора са почивали по време на мозъчните записи, без да са ангажирани с конкретна задача. Бъдещи проучвания биха могли да включват субектите да изпълняват подобни задачи, докато мозъците им се сканират; предишното изследване на маймуни накара животните да изпълняват задачи, съсредоточени около аспект на познанието, наречен работна паметкоето включва временно задържане на идея или част от данни в ума ви, така че да можете да ги използвате за текуща задача, например.
Гледайки напред, изследователите се надяват да проучат дали условията, които засягат мозъка, нарушават универсалния модел по измерими начини. Алцхаймер и шизофрения са били свързани с анормална гама активност в мозъка, например, така че придобиването на по-задълбочена представа защо може да помогне при диагностицирането и лечението.
Бастос също така предвижда, че технологиите за запис на мозъка ще продължат да се развиват в бъдеще, позволявайки на изследователите да записват десетки хиляди неврони в различни части на мозъка едновременно. „Надеждата е, че можем да започнем да разбираме по много по-дълбок начин каква е невронната основа на мисълта, например“, каза Бастос, „или каква е невронната основа за по-сложни видове познание, които не знаем все още наистина успях да докосна.“
Някога се чудите защо някои хора изграждат мускули по-лесно от други или защо луничките излизат на слънце? Изпратете ни вашите въпроси за това как функционира човешкото тяло [email protected] с тема „Health Desk Q“ и може да видите отговор на въпроса си на уебсайта!