Исследовательский проект Центра нейробиологии Хельсинкского университета проливает свет на нейронные механизмы, поддерживающие следы памяти о зрительных стимулах в человеческом мозгу. Результаты показывают, что поддержание рабочей памяти связано с синхронизацией нейронов, что облегчает общение между различными частями мозга. На основе взаимодействия между областями мозга можно было даже предсказать индивидуальную емкость рабочей памяти испытуемого. Результаты были опубликованы на прошлой неделе в онлайн-версии известного журнала PNAS.
Рабочая память среднестатистического человека может поддерживать одновременно только три из четырех объектов. Области мозга, поддерживающие рабочую память, хорошо известны, но мало информации о том, как эти области взаимодействуют. Исследовательская группа под руководством Сату и Матиаса Палва визуализировала активность мозга субъектов, выполняющих задачи рабочей памяти, с помощью магнито- и электроэнцефалографии (МЭГ и ЭЭГ). В дополнение к этому они разработали новый метод использования данных МЭГ и ЭЭГ для выявления сетей быстрых нейронных взаимодействий, т.е.е., синхронность между разными участками коры головного мозга. С помощью этого нового подхода стало возможно выявить функциональные сети, образованные областями мозга с точностью до миллисекунд.
Сохранение следа памяти, синхронизированного с разными областями мозга
В своем исследовании исследователи нанесли на карту почти четыре миллиарда различных нейронных взаимодействий. Их особенно интересовали ритмические взаимодействия между различными частями мозга. Поддерживая рабочую память о визуальных стимулах, ритмическая активность различных областей мозга испытуемого временно синхронизировалась. Результаты показывают, что синхронизация нейрональной активности в разных областях мозга была связана как с поддержанием, так и с содержанием рабочей памяти.
Исследование также выявило несколько специализированных сетей, зависящих от функций, и взаимодействия между ними. Центральную роль играла сеть, включающая различные области лобной и теменной долей мозга. Эти области отвечают за координацию внимания и действий. С другой стороны, сети в затылочной доле обрабатывают и поддерживают сенсорную информацию о зрительных стимулах.
Рабочая память и внимание являются краеугольными камнями нашего познания и сознания – знания об их основных нейронных механизмах могут быть применены, например, при разработке терапевтических и диагностических методов для лечения болезни Альцгеймера, деменции, шизофрении, нарушений восприятия и обучения, аутизма и других заболеваний мозга.