Питали ли сте се, как може в главата ни минават милиони мисли и все пак да си спомняме детската си ваканция?

Оказва се, че мозъкът ни използва специален вид вълни, който да сортира всичко.

Ново проучване върху мозъчните вълни разкрива своеобразна двупосочен път за създаване и извличане на спомени от паметта.

Изследването на Колумбийския университет, Ню Йорк (Columbia Engineering), е публикувано в Nature Human Behaviour.

Мозъчни вълни и тяхното функциониране

Нашите мозъци са изградени от милиарди нервни клетки, наречени неврони, които комуникират помежду си с помощта на електрически сигнали. Тези комуникации създават модели на активност, които наричаме мозъчни вълни. Видът на мозъчната вълна зависи от това колко бързо се задействат тези сигнали.

Има пет основни типа мозъчни вълни: делта, тета, алфа, бета и гама. Делта вълните са най-бавните и се случват по време на дълбок сън.

Тета вълните са малко по-бързи и са свързани с лек сън, релаксация и сънуване. Алфа вълните присъстват, когато сме отпуснати и спокойни, особено ако очите ни са затворени.

Бета вълните са бързи и показват, че сме активно мислещи, фокусирани или внимателни. Гама вълните са най-бързите и участват в неща като обучение и решаване на проблеми .

Мозъчните вълни са важни, защото могат да ни кажат много за това, което се случва в мозъка ни. Ако моделите са различни от обичайните, това може да е знак за когнитивен дисбаланс.

Откриване на пътуващите вълни на мозъка

Учените, изучаващи паметта, набират хора с епилепсия, на които са имплантирани специални електроди в мозъка. Това позволи на изследователите директно да измерват мозъчната активност, докато участниците запомнят и припомнят думи или букви.

Експертите се фокусират върху специфичен тип мозъчна вълна, наречена "пътуваща вълна" (traveling wave) и проследяват как се движи по повърхността на мозъка. Интересното откритие е, че тези вълни се движат в една посока, когато се създава спомен, и в обратната посока, когато се извиква.

"Тези открития хвърлят светлина върху механизмите, които са в основата на обработката на паметта. По-общо казано, те ни помагат да разберем по-добре как мозъкът поддържа широк спектър от поведения, които включват прецизно координирани взаимодействия между мозъчните области, заявява съавторът на изследването Ума Мохан (Uma R. Mohan), постдокторант в Националния институт по здравеопазване (NIH).

Мозъчни области работят заедно

Когато създаваме нови спомени, мозъчните вълни протичат от задната към предната част на мозъка. Това може да е начинът, по който мозъкът събира и съхранява нови преживявания. Тази посока може да помогне на различни области на мозъка да работят заедно, за да обработват и запомнят информация.

От друга страна, когато си спомняме нещо, мозъчните вълни се движат в обратна посока, отпред назад. Това може да помогне да активираме съхранената информация и да я пренесем в съзнанието ни .

Процесът може да бъде като възпроизвеждане на връзките между мозъчните клетки, които са се образували, когато паметта е създадена за първи път, което ни позволява да извлечем спомените.

Посоките на разпространение на пътуващите вълни в работата на паметта разкриват как мозъкът бързо координира активността си и споделя информация в множество области.

Установяване на закономерностите

Мозъците ни формират спомени на стъпки. Когато научим нещо ново, като рецепта, различни части на мозъка работят заедно.

Една област разгадава думите, които четем (разбиране при четене), друга създава картина на готовото ястие (визуални изображения), а трета запомня включените стъпки (процедурна памет).

Докато се съсредоточаваме върху запомнянето на рецептата, вълна от мозъчна активност се движи отзад, където обработваме визуални и пространствена информация, към предната част, където спомените се затвърждават. Тази посока на движение, отзад напред, помага за кодирането на информацията в използваема памет.

Извикването на спомен работи обратно. За да си припомним как да се сготви това ястие, вълна от мозъчна активност се движи в обратната посока – от предната част на мозъка, където се съхранява паметта, обратно към визуалните и процедурните области, които първоначално са участвали в ученето. Това обратно движение, отпред назад, помага за извличане на запомнената рецепта.

Мозъчни пътуващи вълни в медицината

Това изследване има потенциала да направи революция в здравеопазването, особено за състояния, свързани с паметта.

"Смятаме, че работата може да доведе до нови подходи за взаимодействие с мозъка. Чрез измерване на посоката, в която се движат мозъчните вълни на човек, може да успеем да предвидим поведението му", обяснява водещият изследовател професор Джошуа Джейкъбс (Joshua Jacobs).

В бъдеще лекарите може да са в състояние да предсказват бъдещи проблеми с паметта или определено поведение чрез изучаване на моделите на мозъчни вълни. Това може да доведе до по-ранна диагноза и евентуално дори лечение, което забавя или намалява симптомите на отслабване на паметта.

Възможностите стават още по-интересни. Учените може да успеят да повлияват директно на мозъчните вълни, за да подобрят паметта или да лекуват изцяло проблемите с паметта. Представете си лечение, което коригира активността на мозъчните вълни, за да коригира дисбаланси, които причиняват проблеми с паметта.

Този тип лечение може да промени живота на милиони, които страдат от загуба на паметта, Алцхаймер и други мозъчни заболявания. Това може да им върне независимостта и да подобри качеството им на живот.

Справка: Mohan, U.R., Zhang, H., Ermentrout, B. et al. The direction of theta and alpha travelling waves modulates human memory processing. Nat Hum Behav (2024). https://doi.org/10.1038/s41562-024-01838-3 

Източник: Brain Waves Travel in One Direction When Memories Are Made and the Opposite When Recalled, Columbia University in the City of New York

Още по темата

05/01/2024

Медицина

Разкрит е кодиращия механизъм, който прехвърля информация от възприятие към памет

31/05/2023

Медицина

Ежедневният прием на мултивитамини подобрява паметта при възрастните хора според голямо проучване

27/10/2022

Медицина

Ново проучване показва, че популярните заместители на захарта влошават паметта

09/08/2021

Животът

Синтетични неврони използват йони, за да запазят „спомени“, точно както прави мозъкът ни