Smadzenēs sacenšas domas nāk viļņos un ritmos
Jaunie pierādījumi liecina, ka neironu grupa var attēlot katru unikālo informāciju, taču neviens nezina tikai to, kā šie ansambļi izskatās vai kā tie veidojas.
Jaunā pētījumā MIT un Bostonas universitātes pētnieki guva ieskatu par to, kā neironu ansambļi veido domas un atbalsta elastību, lai mainītu domas.
Pētnieki identificēja neironu grupas, kas kodē īpašus uzvedības noteikumus, svārstoties sinhroni savā starpā. Rezultāti liecina, ka apzinātas domāšanas raksturs var būt ritmisks.
“Sarunājoties, domas peld no galvas un ārā. Tie visi ir ansambļi, kas izveidojas un pēc tam tiek pārveidoti par kaut ko citu. Tas ir bijis noslēpums, kā smadzenes to dara, ”sacīja pētnieks Ērls Millers. "Tā ir galvenā problēma, par kuru mēs runājam, - pašas domas būtība."
Pētījuma rezultāti tiek publicēti žurnālā Neirons.
Pētniecības zinātnieki identificēja divus neironu ansambļus pērtiķu smadzenēs, kas apmācīti reaģēt uz objektiem, pamatojoties vai nu uz to krāsu, vai orientāciju. Šis uzdevums prasa kognitīvo elastību - spēju pārslēgties starp diviem atšķirīgiem uzvedības noteikumu kopumiem.
“Faktiski tas, ko viņi dara, koncentrējas uz dažām informācijas daļām pasaulē un citu ignorēšanu. Kura uzvedība viņiem ir atkarīga no konteksta, ”sacīja Tim Buschman, Ph.D., MIT pēcdoktorants un viens no vadošajiem šī raksta autoriem.
Dzīvniekiem pārslēdzoties starp uzdevumiem, pētnieki izmēra smadzeņu viļņus, kas radušies dažādās vietās visā prefrontālās garozā, kur notiek lielākā daļa plānošanas un domāšanas. Šos viļņus rada neironu elektriskās aktivitātes ritmiskas svārstības.
Kad dzīvnieki reaģēja uz objektiem, pamatojoties uz orientāciju, pētnieki atklāja, ka noteikti neironi svārstījās augstās frekvencēs, kas rada tā sauktos beta viļņus.
Kad krāsa bija obligātais noteikums, beta frekvencē svārstījās cits neironu ansamblis. Daži neironi pārklājās, piederot vairāk nekā vienai grupai, bet katram ansamblim bija savs raksturīgais modelis.
Interesanti, ka pētnieki arī redzēja svārstības zemfrekvences alfa diapazonā starp neironiem, kas veido orientācijas likumu ansambli, bet tikai tad, kad tika piemērots krāsu noteikums. Pētnieki uzskata, ka alfa viļņi, kas saistīti ar smadzeņu darbības nomākšanu, palīdz nomierināt neironus, kas izraisa orientācijas likumu.
“Tas liecina, ka orientācija bija dominējošā un krāsa bija vājāka. Smadzenes meta šo alfa sprādzienu orientācijas ansamblim, lai to aizvērtu, lai dzīvnieks varētu izmantot vājāko ansambli, ”sacīja Millers.
Nākamais pētnieku mērķis ir atklāt, kā šie nervu ansambļi koordinē savu darbību, kad smadzenes pāriet uz priekšu un atpakaļ starp dažādiem noteikumiem vai domām.
Daži neirozinātnieki ir izvirzījuši teoriju, ka dziļākas smadzeņu struktūras, piemēram, talāms, rīkojas ar šo koordināciju, taču neviens to nezina, sacīja Millers. "Tas ir viens no lielākajiem izziņas noslēpumiem, kas kontrolē jūsu domas," viņš teica.
Eksperti uzskata, ka šis izmeklēšanas pavediens varētu arī palīdzēt atšķetināt apziņas neironu pamatu.
“Apziņas pamatīpašība ir tās ierobežotā kapacitāte. Vienlaicīgi varat paturēt prātā tikai dažas domas, ”sacīja Millers.
Šīs svārstības var izskaidrot, kāpēc tas tā ir: Iepriekšējie pētījumi ir parādījuši, ka, ja dzīvnieks patur prātā divas domas, divi dažādi ansambļi svārstās beta frekvencēs, ārpus fāzes.
"Tas uzreiz liek domāt, kāpēc apziņa ir ierobežota: gaisā vienlaikus var turēt tikai tik daudz bumbiņu, vienā svārstību ciklā var ievietot tikai ierobežotu informācijas daudzumu," sacīja Millers.
Pētnieki uzskata, ka smadzeņu svārstību izpratne var palīdzēt zinātniekiem atklāt psihozes noslēpumu domāšanas traucējumos, piemēram, šizofrēnijā - pētījumi parādīja, ka šizofrēnijas pacientiem ir samazinājušās beta svārstības.
Avots: Masačūsetsas Tehnoloģiju institūts
