Учёные из Института памяти и обучения Пикауэра при Массачусетском технологическом институте (The Picower Institute for Learning and Memory, MIT) выяснили, что мозг восстанавливает концентрацию после отвлечений с помощью вращающихся волн нейронной активности. Эти волны синхронизируют работу клеток в префронтальной коре, помогая вернуть фокус и предотвратить ошибки.
Исследование опубликовано в Journal of Cognitive Neuroscience.
Ключевые факты
- Механизм восстановления: вращающиеся волны нейронной активности помогают мозгу вернуть фокус после отвлечения.
- Связь с результатом: если волна завершала полный круг, животные выполняли задачу без ошибок; если нет — происходили сбои.
- Энергоэффективность: такие волны действуют как аналоговые вычисления, позволяя мозгу экономно перераспределять ресурсы.
Как это происходит
Под руководством профессора Эрла К. Миллера (Earl K. Miller) и исследователя Тамала Батабьяла (Tamal Batabyal) команда MIT записывала активность сотен нейронов префронтальной коры у животных, выполнявших задачу на рабочую память.
Когда испытуемые отвлекались, нейроны начинали «вращаться» — словно стая птиц, возвращающая строй после сбоя. Если вращение завершалось, внимание восстанавливалось; если нет — реакция замедлялась и возникали ошибки.
Математический анализ с использованием метода «субпространственного кодирования» (subspace coding)показал, что нейроны действуют как единая система. Эти вращения не только существовали в математическом представлении, но и наблюдались физически — в виде реальной волны, проходящей по поверхности коры мозга.
Биологическая вычислительная система
Профессор Миллер объясняет, что мозг использует аналоговые механизмы, чтобы восстанавливать внимание:
«Биология выбирает энергоэффективные решения. Эти вращающиеся волны — естественный способ мозга выполнять вычисления, не перегружая себя».
Значение открытия
Это открытие помогает лучше понять, как мозг борется с отвлечением, и может стать основой для новых методов тренировки внимания и профилактики когнитивных расстройств.
Авторы другого исследования отмечают, что физические упражнения улучшают когнитивные функции на целый день, — что согласуется с выводами MIT о способности мозга восстанавливаться после стрессовых и отвлекающих факторов.
Литература.
“State–Space Trajectories and Traveling Waves Following Distraction” by Earl K. Miller et al. Journal of Cognitive Neuroscience
