Исследование: откуда берутся мысли?

Ученые из Массачусетского технологического института и Бостонского университета приоткрыли тайну рождения мыслей в нашей голове. Теперь ученые знают, как колебания электрической активности позволяют мозгу формировать мысли и воспоминания.

Одна из самых больших загадок неврологии – это кодирование мыслей, восприятия, памяти, на клеточном уровне. Некоторые данные свидетельствуют о том, что каждый уникальный фрагмент информации записывают и воспроизводят конкретные ансамбли нейронов, однако до сих пор никто не знал, как эти ансамбли выглядят и образуются.

Новое исследование американских ученых проливает свет на то, как нейронные ансамбли позволяют нам мыслить. Ученые обнаружили определенные синхронизированные группы нейронов, которые кодируют специфические поведенческие правила.

В ходе эксперимента, ученые обучили обезьян реагировать на определенные объекты: их цвет и ориентацию в пространстве. Эта задача требует когнитивной гибкости - способности переключаться между двумя различными наборами правил поведения. Проще говоря, обезьянам приходилось сосредоточить внимание на определенной информации, игнорируя другую. В этот момент исследователи измеряли мозговые волны в различных местах по всей префронтальной коре головного мозга.

Мозговые волны генерируются ритмическими колебаниями электрической активности нейронов. Когда животные реагировали на ориентацию объекта, определенные нейроны колебались на высоких частотах, которые производят так называемые бета-волны. Когда обезьяны реагировали на цвет, бета-волны начинали генерироваться уже другим нейронным ансамблем. При этом некоторые нейроны принадлежали к обоим ансамблям, но каждый ансамбль имел свои уникальные характеристики.

Интересно, что исследователи также обнаружили колебания в низкочастотном диапазоне альфа-волн. По мнению ученых, альфа-волны помогают подавить определенную активность мозга, например активность нейронов, которые отвечают за осмысление ориентации объекта и мешают осмыслению его цвета. Полученные результаты объясняют, как именно мозг создает любые соответствующие поведенческие реакции на бесчисленное количество комбинаций стимулов, правил и необходимых действий. Мозг мгновенно синхронизирует нейроны и активизирует соответствующие нейронные ансамбли. Число таких нейронных ансамблей огромно и сравнимо с количеством возможных комбинаций 10-значных телефонных номеров.

Открытие американских ученых дает возможность понять некоторые особенности работы нашего сознания. Например, основной характеристикой сознания является его ограниченные возможности – попросту говоря, одновременно можно обдумывать ничтожном малое количество мыслей. Теперь ясно, что это связанно с ограниченным количеством информации, которое может поместиться в одном колебательном цикле. Если этих колебания будут нарушены, могут возникнуть различные неврологические расстройства, такие как шизофрения.

В настоящее время исследователи пытаются выяснить, каким образом эти нейронные ансамбли координируют свою деятельность, и как мозг переключается между различными мыслями. Некоторые нейробиологи предполагают, что за этот процесс отвечают глубокие структуры мозга, такие как таламус. В общем, одна из самых больших тайн науки остается пока не разгаданной, но ученые близки к получению ответа на извечный вопрос: что именно контролирует наши мысли.