Hitech logo

Исследования мозга

Биологи научились оптимизировать работу мозга простыми визуальными сигналами

TODO:
Георгий Голованов2 февраля 2023 г., 13:38

Путем калибровки скорости донесения информации в соответствии с естественным темпом мозга реципиента можно добиться повышения способности мозга впитывать и адаптировать новую информацию, утверждают нейробиологи из США и Сингапура. Такой метод позволит сохранять нейропластичность и не прекращать учиться до глубокой старости.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Ученым из Университета Кембриджа и их коллегам из Наньянского технологического университета впервые удалось продемонстрировать, что воздействие краткими сигналами, ритм которых совпадает с естественным темпом импульсов нейронов мозга, повышает нейропластичность и способность к обучению, пишет EurekAlert.

«У каждого мозга есть собственный природный ритм, возникающий из осцилляции нейронов, работающих сообща, — заявила профессор Зои Куртци, одна из руководителей научной группы. — Мы стимулировали эти флуктуации таким образом, чтобы мозг оставался в тонусе сам с собой — и в наилучшем состоянии для того, чтобы преуспевать».

Под нейропластичностью ученые понимают способность реструктурировать и изучать новое, укрепляя имеющиеся паттерны нейронных взаимодействий. Используя ритмы мозговых волн можно повысить гибкость обучения на протяжении всей жизни, от ранних лет до старости.

В эксперименте участвовало 80 добровольцев, на примере которых ученые исследовали электрическую активность мозга с помощью аппаратов ЭЭГ. Особое внимание они уделяли альфа-ритму, который более всего проявлен в состоянии спокойного бодрствования. Колебания альфа-волн происходят в полосе частот от 8 до 12 Гц, полный цикл занимает 85-125 мс. Однако у каждого человека в пределах этих значений имеется свой собственный пик альфа-ритма.

На основании собранных данных ученые создали оптическую «пульсацию»: белый квадрат, мерцающий на темном фоне в определенном темпе. Для одних пульсация совпадала с пиками их альфа-волн, для других — нет. Воздействие такими персонализированными импульсами продолжалось всего 1,5 секунды, а затем человеку предлагали пройти хитроумный когнитивный тест: найти в хаотическом нагромождении форм прячущиеся геометрические фигуры.

Каждый участник выполнил свыше 800 вариантов этого теста, а ученые в это время измеряли скорость завершения задач. Результаты показали, что те, кого предварительно «откалибровали» совпадающим ритмом, справлялись с задачами по меньшей мере в три раза быстрее остальных. Когда все подопытные вернулись для прохождения тестов на второй день, те, кто выполнял задания быстрее накануне, продолжили показывать более высокие результаты.

«Вмешательство само по себе простое, всего-навсего краткое мерцание на экране, но когда мы попадаем в правильную частоту и фазу, возникает сильный и продолжительный эффект», — сказала Элизабет Майкл из Стэнфорда.

Мозг человека обладает свойством пластичности, то есть нейроны могут образовывать новые связи или менять их силу. Но усиление одних нейронов требует компенсации за счет ослабления других. Специалисты MIT показали, как работает этот баланс: когда одни синапсы укрепляются, соседние ослабляются под действием белка Arc.