Тета-ритмы гиппокампа организуют целенаправленную навигацию

Немецкие и китайские исследователи предположили, что так называемые тета-колебания — ритмические колебания активности мозга — могут играть роль в процессе пространственной навигации. Для каждой ассоциации в эксперименте «местоположение — объект» ученые описали характерную модель активности мозга. Работа исследователей была опубликована на страницах Science Advances.

Целенаправленное и настойчивое достижение целей в пространстве и времени — основа поведения человека. Это часто требует целевой навигации, парадоксально сходной с рабочей памятью, которая поддерживает концентрацию на задаче в течение короткого периода времени. Рабочая память хранит и обрабатывает задачи раздельно друг от друга, не смешивая. Навигация также требует разграничения текущих целей. Исследователи предположили, что в основе обеих функций мозга лежат аналогичные механизмы, хотя реализация принципа может отличаться.

Ритмами мозга называют различные паттерны согласованной активности нейронов, связанные с определенным поведением, уровнем возбуждения и состоянием сна. В зависимости от частоты, амплитуды и локализации колебаний ритмы контролируют разные функции. Предыдущие исследования показали, что ритм с частотой колебаний от 4 до 8 Гц, амплитудой от 20 до 100 мкВ и сосредоточением во фронтальных зонах и гиппокампе преобладает во время действия рабочей памяти и пространственной навигации. Названный тета-ритмом, он может регулировать и навигацию к цели.

В ходе экспериментов пациентов с эпилепсией обучали связывать отдельные объекты с определенными местами в виртуальной среде. Участники должны были запоминать, какой объект был связан с каким местом. Пока участники двигались к этой точке в виртуальной среде, мозг активировал паттерны, специфичные для данного места. Для каждой из ассоциаций «местоположение — объект» удалось идентифицировать характерную модель активности мозга. Реактивация мозговой активности для разных пар «местоположение — объект» происходила в течение циклов тета-ритмов. Ученые установили, что тета-колебания могут координировать активацию разных воспоминаний и различать конкурирующие.

«Многие расстройства связаны с дезориентацией и потерей памяти, поэтому так важно понимать механизмы этих процессов», — отметил сотрудник Рурского университета в Бохуме Николай Аксмахер. Он и его коллеги надеются, что их дальнейшие исследования помогут выявить новые биомаркеры таких неврологических расстройств.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.