Нов пробив: открит е универсален за бозайниците модел на осцилация на мозъчните вълни

Изучавайки мозъчната кора на бозайниците, невробиолозите са открили отчетливи модели на електрическа активност. Оказа се, че те са общи за много видове, включително и за хората. В горния слой преобладават бързите осцилации на гама-вълните, а в долния – алфа- и бета-вълните. Универсалността на моделите показва, че те играят важна роля за функционирането на мозъка.

Човешкият мозък съдържа милиарди неврони, всеки от които има свой собствен модел на електрическа активност. Групите с еднакви модели създават колебания в електрическата активност, или мозъчни вълни, които имат различни честоти. В миналото учените установиха, че високочестотните гама-вълни са свързани с кодирането и извличането на сетивната информация, докато нискочестотните бета-вълни са свързани с механизма за подбор на съответната информация от работната памет.

В допълнение към работната памет мозъчната кора отговаря за мисленето, планирането и обработката на емоциите и сетивната информация. В областите, отговорни за тези функции, невроните са разположени в шест слоя. Всеки от тях има своя собствена комбинация от видове клетки и връзки с други части на мозъка. Тази анатомия е характерна за всички видове бозайници.

След като са анализирали данните, събрани от 14 различни области на кората на главния мозък на бозайниците, изследователите са ги прокарали през специален алгоритъм. По този начин са определили към кой слой принадлежи всеки сигнал. Резултатът – точно определен модел на вълнова активност в зависимост от слоя. Той се оказал общ за всички животински видове, пише MIT News.

Дисбалансът в осцилацията на вълните може да доведе до развитието на различни психични разстройства. Например, когато преобладават твърде високи честоти и мозъкът получава твърде много сетивна информация. Или пък когато осцилациите с ниски честоти станат твърде силни, се появява дефицит на сетивната информация и се развива шизофрения.

„Известно е, че прекалено синхронната невронна активност играе роля при епилепсията. Но сега изказваме хипотезата, че различните нарушения на синхрона могат да допринесат за психиатрични разстройства. Включително нарушения на възприятието, вниманието, паметта и двигателния контрол“, казва Робърт Десимон.

Той е директор на Института за изследване на мозъка към Масачузетския технологичен институт и съръководител на изследователския проект.
В бъдеще учените ще проверят дали психичните заболявания могат да бъдат диагностицирани чрез измерване на колебанията в кортикалните вълни.

Да напомним, че 2024 г. ще отбележи повратна точка в изследванията в областта на неврологията и компютърните науки, когато ще заработи суперкомпютърът DeepSouth, разработен от изследователи в Международния център за невроморфни системи (ICNS) към Университета на Западен Сидни, Австралия. Той може да имитира мозъчните процеси и ще допринесе за по-доброто разбиране на ефективността на изкуствения интелект (AI). Новото проучване явно ще ряазкрие нови възможности пред този проект.