Давно предполагалось, что ритмическая активность нейронов играет важную роль в обработке информации в мозге млекопитающих. Недавние исследования зафиксировали множество одновременно активных частотных диапазонов.
Вопреки интуиции, точность с которой мы воспринимаем реальный мир вокруг не постоянна, а ритмично колеблется между состояниями высокой и низкой точности и делает это несколько раз в секунду. Эти колебания происходят из-за ритмической электрической активности головного мозга. Электрические ритмы же в свою очередь колеблются на разных частотах от 1 до 250 герц.
Используя эти разные частоты, мозг регулирует передачу нужной информации между различными частями мозга. Это выяснила группа нейробиологов из независимого научно-исследовательского Немецкого центра приматов в Геттингене, в Германии и Университета Мельбурна в Австралии. Учёные критически рассмотрели данные по этому вопросу и рассказали, как частоты могут определить фундаментальные процессы восприятия в мозгу.
Кросс-частотная связь позволяет фокусировать внимание
Одним из основных явлений, которые можно наблюдать во всех областях мозга, служит то, что более медленные ритмы (приблизительно от 4 до 8 герц) модулируют силу более быстрых ритмов (приблизительно от 40 до 80 герц). Это и называют кросс-частотной связью. То есть пара частот, связанных друг с другом различается в разных областях коры и зависят от её функций.
Связь между частотами позволяет различным масштабам нейронных популяций взаимодействовать друг с другом и обеспечивает слаженную работу когнитивных функций высокого уровня, как память, речь, интеллект и избирательное внимание.
В некоторых случаях проявление кросс-частотной связи может вызывать несинхронность нервных клеток, что позволяет им нести разную информацию. Это похоже на тот момент игры оркестра, когда один струнный инструмент начинает играть отличную, от основного направления, мелодию. В других случаях, наоборот, внимание может привести к активации множества нейронов, чтобы их воздействие было максимальным.
«Эти две функции могут действовать в мозгу благодаря кросс-частотной связи», — говорит Мойэн Эсгай, один из авторов исследования.
Различия в типах информации
В мозгу существуют разные частотные диапазоны и именно это помогает отмечать различную информацию, поступающую в одну и ту же область мозга. Например, цвет и направление полёта воздушного змея в небе.
Как радиоприёмник идентифицирует передатчик, от которого исходит сигнал, высокоуровневые области нашего мозга различают источник, который передаёт информацию по нейронам на основе его частоты. Например, есть источник А — он отвечает за восприятие цвета объекта и источник Б — отвечающий за направление движения, и В — область мозга, которая объединяет всю отдельную информацию. То есть характеристики объекта воспринимаются областями А и Б, а объединяются они в области В и создают единое восприятие об объекте.
«Наш мозг направляет информацию о цвете и движении через разные частоты в области мозга высокого порядка точно так же, как телекоммуникационные системы передают разные типы информации на один и тот же приёмник», — говорит Мойэн Эсгай.
Учёные предлагают, что динамическая связь отдельных диапазонов частот обеспечивает механизм, внутри которого сигналы, переходящие в нужную область мозга, маркируются и передаются по нужной частоте от определённых областей мозга.
Понимание неврологических заболеваний
«Ритмическая активность нейронных сетей играет решающую роль в зрительном восприятии у людей и других приматов», — говорит соавтор исследования Стефан Труэ, руководитель лаборатории когнитивной неврологии Немецкого центра приматов.
«Понимание того, как именно эти модели активности взаимодействуют и контролируются, помогает нам не только лучше понять нейронную основу восприятия, но также может помочь изучить нарушения восприятия при неврологических состояниях, как дислексия, СДВГ и шизофрения».
В целом, схема учёных даёт новую точку зрения на то, как межчастотные взаимодействия способствуют эффективной и быстрой обработке информации в головном мозге человека.
Источник: https://biohackingclub.cc/blog/chastoty-mozga-vospriyatie-pamyat-vnimanie-nejrofiziologiya-biohakera
Подписывайся на наш telegram-канал:
