По този начин мозъкът ви предсказва бъдещи събития
Мозъкът се научава как да предвижда бъдещи събития от модели. Този процес се нарича „изпреварващо синхронизиране“ и ни позволява успешно да взаимодействаме със света около нас. Как работи?
Очакваното време е отчасти това, което ни позволява да вземаме най-подходящите решения в един много динамичен свят.
Но на какво разчита този процес?
Ново проучване, проведено от изследователи от Калифорнийския университет в Бъркли, обяснява, че в очакване на събитие човешкият мозък разчита на две различни системи.
"Независимо дали става въпрос за спорт, музика, реч или дори разпределяне на внимание, нашето проучване предполага, че времето не е единен процес, но че има два различни начина, по които правим временни прогнози и те зависят от различни части на мозъка", казва олово автор на изследването Асаф Бреска, постдокторант по неврология.
„Заедно, - казва старши автор на изследването проф. Ричард Иври, - тези мозъчни системи ни позволяват не просто да съществуваме в момента, но и активно да предвиждаме бъдещето.“
Изследователите установяват, че една система ни позволява да предвидим бъдещи събития въз основа на миналия ни опит, докато друга система се основава на идентифициране на ритмични модели.
Как обаче работят тези две системи? Дали те „ритат“ по различно време, в зависимост от контекста, на който трябва да отговорим?
Отговорите на този въпрос, смятат авторите на изследването, също могат да ни помогнат да разберем по-добре как работи мозъкът при различни невродегенеративни състояния.
На свой ред това би позволило на специалистите да измислят по-добри стратегии за грижа за хората, живеещи с такова състояние.
Мозъчните региони, натоварени със задачата за „тайминг“
В скорошното проучване - констатациите от което сега се появяват в списанието PNAS - учените са работили с хора с болест на Паркинсон или с дегенерация на малкия мозък.
И двете състояния се характеризират с проблеми с координацията и баланса, въпреки че изглежда засягат различни региони на мозъка.
Докато Паркинсон въздейства на нервните пътища в базалните ганглии, което е област, вградена дълбоко в мозъчната кора, при дегенерация на малкия мозък, нервните клетки в малкия мозък постепенно умират.
Изследователите сравняват начините, по които хората с всяко състояние използват времеви сигнали, за да отговорят на различни тестове.
Всички участници в изследването отговориха на две различни последователности от цветни квадратчета, които мигаха на екрана на компютъра. В първото упражнение цветните квадрати се натрупаха един след друг с равномерно ритмично темпо.
Във второто упражнение цветните квадратчета се наследиха един друг по различен модел, който не следваше същия постоянен ритъм.
По време на тези тестове изследователите наблюдават, че участниците с болестта на Паркинсон са склонни да се представят по-добре при упражненията със сложен модел, докато тези с церебеларна дегенерация реагират по-добре на теста за ритмична сукцесия.
„Ние показваме, че пациентите с дегенерация на малкия мозък са нарушени при използване на неритмични времеви сигнали, докато пациентите с дегенерация на базални ганглии, свързани с болестта на Паркинсон, са нарушени при използване на ритмични сигнали“, казва проф. Иври.
Тези открития позволиха на екипа да определи кои мозъчни области са свързани с коя система за изпреварващо синхронизиране. Авторите заключават, че ритмичното синхронизиране съответства на базалните ганглии, докато интервалното време - въз основа на спомени от предишен опит - съответства на малкия мозък.
Клинични последици
Важно е, добавят изследователите, че това оспорва предишни теории, предполагащи, че изпреварващото синхронизиране е резултат от монолитна система.
„Нашите резултати предполагат поне два различни начина, по които мозъкът е еволюирал, за да предвиди бъдещето“, обяснява Бреска.
„Система, базирана на ритъм, е чувствителна към периодични събития в света, каквито са присъщи на речта и музиката. И една интервална система осигурява по-обща изпреварваща способност, чувствителна към временните закономерности, дори при липса на ритмичен сигнал. "
Асаф Бреска
Освен това, добавят авторите, проучването предполага, че ако една от тези две системи спре да работи правилно, мозъкът всъщност може да разчита на другата за изпреварващ момент. Това може да има важни последици за начина, по който специалистите управляват грижите за хора с болест на Паркинсон или дегенерация на малкия мозък.
„Нашето проучване идентифицира не само изпреварващия контекст, в който тези неврологични пациенти са увредени, но и контекста, в който те не изпитват затруднения, предполагайки, че можем да модифицираме тяхната среда, за да им улесним да си взаимодействат със света в лицето на техните симптоми , ”Отбелязва Бреска.
Изследователите вярват, че някои начини за подпомагане на хората при справяне с увреждане на една от двете системи за „синхронизиране“ в мозъка могат да включват приложения и компютърни игри, предназначени да тренират мозъка, както и техники за дълбока мозъчна стимулация.
