13 мая 2021
BLOGNEWS — мнения и события

Ученые выяснили, как максимально использовать ресурсы мозга

Нейроисследователи из Высшей школы экономики и университетской клиники Шарите в Берлине предложили метод, способный предсказать, в какие именно моменты обработка мозгом информации происходит быстрее.

Как пишет журнал Neuroimage, этот метод позволяет прогнозировать поведенческую реакцию на стимул на основе фазы колебаний, регистрируемых при помощи электроэнцефалографии (ЭЭГ). Такой подход, связанный с возможным предъявлением стимула в наиболее чувствительные для его обработки мозгом временные интервалы, может в перспективе найти применение в различных областях, включая терапию, обучение и спорт.

Даже в состоянии покоя в мозге человека происходит генерация сложных колебаний, которые можно зарегистрировать с помощью ЭЭГ.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

  • Эмоции и мозг: как и где рождаются чувства 

Эти колебания имеют различные частоты и регистрируются приборами как изменения электрического поля, генерируемого нейронами. Одна из популярных гипотез связана с тем, что способность человека реагировать на различные стимулы и в целом перерабатывать информацию зависит от того, на какую амплитуду или фазу колебаний приходит сигнал.

Как поясняет один из авторов статьи, ведущий научный сотрудник Центра нейроэкономики и когнитивных исследований  НИУ ВШЭ Вадим Никулин: "Представьте, что человеку в качестве стимулов предъявляются слова, которые  нужно запомнить. Интересным представляется тот факт, что то, насколько хорошо он запомнит слово, может зависеть от параметров сигнала, предшествующего предъявлению слова. Или другой пример: время старта на стометровке у олимпийцев — реакция на стартовый выстрел может колебаться в диапазоне десятков миллисекунд. Это довольно большой разброс во времени, учитывая то, насколько важны эти самые миллисекунды на финише. Даже у одного атлета время реакции на стартовый стимул может варьировать очень существенно. То, насколько быстро спортсмен реагирует, может зависеть от того, в каком состоянии находился его мозг. В оптимальном для переработки информации состоянии мы реагируем на стимул быстрее, в неблагоприятном нейрональном состоянии — медленнее. В свою очередь, оптимальное состояние, приводящее к формированию быстрых реакций, связано со специфическими параметрами колебаний".

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

  • Пять повседневных привычек, которые разрушают наш мозг

Факт, что реакция человека в ответ на стимул зависит от различных факторов, включая то, на какую фазу низкочастотных медленных колебаний пришелся стимул, был известен ученым ранее. Но сейчас исследователям удалось разработать новый многомерный метод, основанный на максимизации зависимости между фазой колебаний и последующей поведенческой реакцией. Ученые анализировали активность мозга людей, записанную с помощью 90 ЭЭГ-электродов, учитывая при этом, в отличие от предыдущих работ, многомерное распределение параметров колебаний для более точного предсказания времени реакции.

К указательному пальцу доминантной руки испытуемых крепили датчик, фиксирующий мышечную активность в ответ на подачу электрического стимула на указательный палец другой руки. С помощью электроэнцефалограммы в тот же момент регистрировались колебания, присутствующие в мозге постоянно, но при этом демонстрирующие большую вариативность. Авторы показали, что скорость реакции зависит от фазы престимульных низкочастотных (< 1 Гц) колебаний.

По мнению ученых, новый метод важен в плане выявления нейрональных процессов, приводящих к оптимальному реагированию на стимулы. В прикладном аспекте это может быть актуально для профессиональных спортсменов, а также врачей: к примеру, для понимания патологических нейрональных процессов, связанных с болезнью Паркинсона, при которой больные испытывают сложности с запуском движения.

"Используя более чувствительные методы экстракции нейрональных сигналов, мы можем найти те фазы нейрональных осцилляций, на фоне которых люди максимально используют ресурсы своего мозга, — считает Вадим Никулин. — А если пофантазировать и заглянуть в будущее, то можно представить и школу иностранного языка, где ученики сидят в удобных электродных шапочках и осваивают новые слова, которые предъявляются в периоды максимальной восприимчивости мозга к новой информации".

10.04.2021

Похожие записи

Ученые, втыкающие иголки в мозг, задумались о том, что иголки делают с мозгом

Ученые, втыкающие иголки в мозг, задумались о том, что иголки делают с мозгом
Здоровье и красота

Исследования в области нейробиологии на удивление брутальны — многое из того, что мы узнали о мозге, мы узнали, просто открывая этот орган и тыкая в него чем попало. Занятие определенно не для брезгливых. Лучший инструмент для этого? Чаще всего это э...

Читать дальше

От чего может зависеть стоимость антиквариата

От чего может зависеть стоимость антиквариата
Разное

Антикварные изделия относятся к тому типу предметов, которые весьма непросто идентифицировать с точки зрения ценности. Некоторые вещи, которые всем своим видом демонстрируют якобы высокую цену, на поверку могут ничего не стоить. В то же время что-то ...

Читать дальше

Представлен метод, который может усыпить раковые клетки. Навсегда

Представлен метод, который может усыпить раковые клетки. Навсегда
Здоровье и красота

Лечение онкологических заболеваний на сегодняшний день подразумевает уничтожение опухоли всеми возможными способами. Но почему бы не «усыпить» клетки навсегда? Тогда они больше не будут представлять опасность. Звучит странно? В какой-то степени да, н...

Читать дальше

Миф или правда: может ли внешность рассказать о болезнях человека

Миф или правда: может ли внешность рассказать о болезнях человека
Новости

Глаза – зеркало души человека, действия и внешность могут выдать характер, слова и мокрые ладони наводят на подозрения – это еще не весь перечень того, о чем толкуют в офисах, маленьких кабинетах, в общем, в любом коллективе. Дело в том, что многие г...

Читать дальше