Ñëó÷àéíàÿ íîâîñòü èç Àðõèâà Ðèòìû ìîçãà è îáó÷àåìîñòü
02.03.2015
Èçâåñòíî, ÷òî àêòèâíîñòü íåéðîíîâ ìîçãà ñêëàäûâàåòñÿ â âîëíû èëè ðèòìû, êîòîðûå ìîæíî óâèäåòü íà ýëåêòðîýíöåôàëîãðàììå: àëüôà-ðèòì, áåòà-ðèòì, ãàììà-ðèòì è äðóãèå. Ðèòìû ñìåíÿþò äðóã äðóãà â çàâèñèìîñòè îò òîãî, ÷åì èìåííî â äàííûé ìîìåíò çàíèìàåòñÿ ÷åëîâåê. Íàïðèìåð, àëüôà-âîëíû ïîÿâëÿþòñÿ âî âðåìÿ îòäûõà, êîãäà ìû íè÷åì íå çàíÿòû, íî è íå ñïèì; äåëüòà-âîëíû ñîîòâåòñòâóþò ãëóáîêîìó ñíó áåç ñíîâèäåíèé; åñëè æå âíèìàíèå ñêîíöåíòðèðîâàíî íà êàêîé-òî çàäà÷å, òî ýòî âèäíî ïî áûñòðûì òåòà- è ãàììà-ðèòìàì. Áîëåå òîãî, ðàçíûå îáëàñòè ìîçãà ìîãóò ãåíåðèðîâàòü ðàçëè÷íûå âîëíû, ïîòîìó ÷òî âûïîëíÿþò ðàçíûå çàäà÷è. Íàáëþäàÿ çà äèíàìèêîé ðèòìîâ, ìîæíî ìíîãî ñêàçàòü î òîì, êàê "äåïàðòàìåíòû" ìîçãà îáùàþòñÿ äðóã ñ äðóãîì è êàê ðàñïðåäåëÿþòñÿ îáÿçàííîñòè ïðè ðåøåíèè êîãíèòèâíûõ çàäà÷, ñâÿçàííûõ ñ ïàìÿòüþ, âíèìàíèåì è ò. ä.
 ñòàòüå, îïóáëèêîâàííîé â Nature Neuroscience, Ýðë Ìèëëåð (Earl Miller) è Ñêîòò Áðèíêýò (Scott Brincat) èç Ìàññà÷óñåòñêîãî òåõíîëîãè÷åñêîãî èíñòèòóòà îïèñûâàþò, êàêèå èçìåíåíèÿ â âîëíîâîé àêòèâíîñòè ìîçãà ñîïðîâîæäàþò çàïîìèíàíèå è îáó÷åíèå. Èññëåäîâàòåëåé èíòåðåñîâàëà íå ïàìÿòü âîîáùå, à òà åå ôîðìà, êîòîðóþ íàçûâàþò ýêñïëèöèòíîé: îíà îòâå÷àåò, íàïðèìåð, çà ñâÿçü ìåæäó îáúåêòàìè, ñîáûòèÿìè è ò. ä. Ìû ñâÿçûâàåì âíåøíîñòü ÷åëîâåêà ñ åãî èìåíåì, à íåêîå ñîáûòèå ñ ìåñòîì, ãäå îíî ïðîèçîøëî, êàê ðàç áëàãîäàðÿ ýêñïëèöèòíîé ïàìÿòè. Ôîðìèðóåòñÿ îíà ïðè àêòèâíûõ ñîçíàòåëüíûõ óñèëèÿõ ñî ñòîðîíû èíäèâèäóóìà, è åñòü îíà íå òîëüêî ó ÷åëîâåêà, íî è ó æèâîòíûõ.
 ýêñïåðèìåíòå îáåçüÿíàì ïîêàçûâàëè ïàðû êàðòèíîê, òàê ÷òî ìåæäó íåêîòîðûìè èçîáðàæåíèÿìè äîëæíû áûëè óñòàíîâèòüñÿ ïðî÷íûå ñâÿçè. Îáåçüÿíû ó÷èëèñü ìåòîäîì ïðîá è îøèáîê: èì ñíîâà è ñíîâà ïîêàçûâàëè êàðòèíêè, à îíè äîëæíû áûëè ïðåäïîëîæèòü, ñâÿçàíû îíè ìåæäó ñîáîé èëè íåò. Åñëè æèâîòíîå ïðàâèëüíî óãàäûâàëî, ÷òî èçîáðàæåííûå ïðåäìåòû ñâÿçàíû äðóã ñ äðóãîì, åìó äàâàëè óãîùåíèå. Îäíîâðåìåííî èññëåäîâàòåëè ðåãèñòðèðîâàëè àêòèâíîñòü ãèïïîêàìïà è ïðåôðîíòàëüíîé êîðû – äâóõ çîí ìîçãà, èãðàþùèõ êëþ÷åâóþ ðîëü â îáó÷åíèè. Îêàçàëîñü, ÷òî ÷àñòîòà âîëí â íèõ ìåíÿëàñü â çàâèñèìîñòè îò òîãî, ïðàâèëüíûé èëè íåïðàâèëüíûé îòâåò äàâàëà îáåçüÿíà. Åñëè ðåçóëüòàò ñîîòâåòñòâîâàë îæèäàíèþ, òî ïîÿâëÿëñÿ áåòà-ðèòì ñ ÷àñòîòîé 9-16 Ãö. Åñëè æå îòâåò áûë íåïðàâèëüíûé, òî ÷àñòîòà ïàäàëà äî 2-6 Ãö, ÷òî ñîîòâåòñòâîâàëî òåòà-ðèòìó.
Çàïîìèíàíèå ñâÿçàíî ñ ôîðìèðîâàíèåì íîâûõ íåéðîííûõ êîíòóðîâ: ñèíàïòè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ ìåæäó íåéðîíàìè ïîääåðæèâàþò "ÿ÷åéêó ïàìÿòè" â ðàáî÷åì ñîñòîÿíèè. Ðàíåå áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ñèëà ñèíàïñîâ (òî åñòü èõ ïðî÷íîñòü è ýôôåêòèâíîñòü) çàâèñèò îò òîãî, â êàêîì ðèòìå ïðèõîäèòñÿ ðàáîòàòü íåðâíûì êëåòêàì: åñëè áåòà-÷àñòîòû óñèëèâàþò ìåæêëåòî÷íûå êîíòàêòû, òî òåòà-÷àñòîòû, íàîáîðîò, îñëàáëÿþò. Âìåñòå ñ íîâûìè ðåçóëüòàòàìè ìîæíî ïðåäñòàâèòü òàêóþ ìîäåëü: ïðàâèëüíûé îòâåò ñòèìóëèðóåò â ìîçãå áåòà-àêòèâíîñòü, êîòîðàÿ, â ñâîþ î÷åðåäü, óêðåïëÿåò ñôîðìèðîâàâøèåñÿ íåéðîííûå öåïî÷êè – âåäü îíè âñå ïðàâèëüíî çàïîìíèëè. Åñëè æå íåò, òî òåòà-àêòèâíîñòü àííóëèðóåò íåïðàâèëüíóþ ïàìÿòü.
Ýòî íå ïåðâàÿ ðàáîòà, ïîñâÿùåííàÿ âçàèìîñâÿçè âîëí ìîçãà è ïàìÿòè. Òàê, â ïðîøëîì ãîäó íîáåëåâñêèé ëàóðåàò Ñóäçóìè Òîíåãàâà îïóáëèêîâàë âìåñòå ñ êîëëåãàìè ñòàòüþ, â êîòîðîé øëà ðå÷ü î ïîõîæèõ âåùàõ – êàê ìîçã êîððåêòèðóåò ïàìÿòü, åñëè âèäèò íåâåðíûé ðåçóëüòàò. Òå ýêñïåðèìåíòû ñòàâèëè íà ìûøàõ, è â ôîêóñå âíèìàíèÿ áûëè ãèïïîêàìï è ýíòîðèíàëüíàÿ êîðà (åùå îäèí èçâåñòíûé öåíòð ïàìÿòè). Òîãäà íåéðîáèîëîãè îáíàðóæèëè, ÷òî ñèãíàëîì ê èñïðàâëåíèþ èíôîðìàöèè ñëóæàò ãàììà-ðèòìû, ñèíõðîíèçèðóþùèå ðàáîòó äâóõ çîí ìîçãà.
Ðàçóìååòñÿ, ïðîöåññ çàïîìèíàíèÿ ñëèøêîì ñëîæåí, ÷òîáû åãî ìîæíî áûëî ñâåñòè ïðîñòî ê ÷åðåäîâàíèþ íåñêîëüêèõ òèïîâ âîëí. Ïî èçìåíåíèÿì â ýëåêòðè÷åñêèõ ðèòìàõ ìû ìîæåì ñóäèòü î ïîâåäåíèè äîñòàòî÷íî êðóïíûõ àíñàìáëåé êëåòîê è öåëûõ ó÷àñòêîâ ìîçãà â òîò ìîìåíò, êîãäà èíäèâèäóóìó íóæíî çàïîìíèòü êàêóþ-òî íîâóþ èíôîðìàöèþ. Ïî÷åìó îäèí òèï ðèòìîâ ñìåíÿåò äðóãîé, ÷òî çà ìåõàíèçì ñâÿçûâàåò òàêîé çàìåíó ñ ïðàâèëüíîé èëè íåïðàâèëüíîé ïàìÿòüþ, èññëåäîâàòåëÿì åùå ïðåäñòîèò âûÿñíèòü. Õîòÿ íå èñêëþ÷åíî, ÷òî â áóäóùåì ó íàñ ïîÿâÿòñÿ ñòèìóëÿòîðû ïàìÿòè, êîòîðûå áóäóò ïîìîãàòü ìîçãó ïåðåêëþ÷àòüñÿ íà íóæíûé ðèòì, êîãäà íàì ïîòðåáóåòñÿ ÷òî-íèáóäü çàïîìíèòü.
|