Ученые приблизились к пониманию того, как мозг воспроизводит цельность опыта

Ученые выдвинули гипотезу, что такое объединение связано с высокочастотными колебаниями или «рябью», которые способствуют нейронным взаимодействиям, во многом подобно ритму в музыке или танце. В статье, опубликованной в PNAS, исследователи из Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего представили первые эмпирические доказательства того, что такие пульсации действительно возникают у людей. Об этом сообщает Medicalxpress.

«Подумайте о том, как вы гладите вашу кошку: о ее форме, местонахождении, окружении, цвете, ощущении, движении и звуке, а также о ваших собственных ответных эмоциях и действиях. Все это связано в вашей памяти в единое целое. Эти различные аспекты опыта закодированы в местах, распределенных по поверхности коры головного мозга, и опыт подчинен их пространственно-временной схеме возбуждения. Загадка заключается в том, как связаны все эти разные места», — сказал старший автор работы Эрик Халгрен, профессор радиологии Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Предыдущие исследования, в основном на грызунах, показали, что пульсации в гиппокампе организуют воспроизведение этих пространственно-временных паттернов во время сна, и это необходимо для того, чтобы воспоминания оставались постоянными.

Недавно ученые обнаружили, что рябь также возникает во всех областях коры головного мозга человека как во время бодрствования, так и во сне. Рябь была короткой, длилась примерно одну десятую секунды и имела постоянную частоту, близкую к 90 циклам в секунду. Авторы подсчитали, что типичное кратковременное событие пульсации может включать примерно 5000 небольших модулей, которые становятся активными одновременно, будучи распределенными по поверхности коры.

«Примечательно, что пульсации возникали одновременно и синхронизировались во всех долях и между обоими полушариями, даже на больших расстояниях. Это предполагает, что распределенные корковые импульсы способствуют интеграции различных элементов, которые могут составлять конкретную эмпирическую память», — сказал еще один автор Чарлз Дики.

Исследователи обнаружили, что пульсация коры головного мозга часто сочетается с пульсацией гиппокампа и связана также с более медленными колебаниями (1 и 12 циклов в секунду). Эти более медленные ритмы управляются структурой, контролирующей уровни корковой активности, таламусом, и модулируют активацию нейронов, что необходимо для консолидации памяти. Рябь в большой степени связана с объединением букв в слова и значений с действиями.

Исследование включало анализ недельных записей, сделанных непосредственно в мозге 18 пациентов, за которыми наблюдали, чтобы определить источник их эпилептических припадков.

«Шизофрения характеризуется психической фрагментацией. Наши и другие данные показывают, что определенный тип тормозящих нейронов имеет решающее значение для генерации ряби, и известно, что эти клетки затрагивает шизофрения. Возможно, мы немного приблизились к поиску механизма этой трагической болезни», — сказал Халгрен.