Как мозъкът кодира мислите

Ясно е, че всичките ни мисли и чувства се съпровождат с промени в активността на невроните, но от какъв род са тези промени? Как става например превключването между двата варианта на отговора на въпроса „да пия, или да не пия”? Сега в ръцете ни са данни, позволяващи да си представим работата на невроните, която съпровожда приемането на решения. Изследователите от Масачузетския технологичен институт в САЩ успяха да видят какво се случва в мозъка при промяната на поведението. Макар че, сами признават, предстои още работа над детайлите и всевъзможните частни случаи на този механизъм.

В експеримента били използвани маймуни, обучени да реагират на обекти в зависимост от техния цвят или пространствено разположение. Задачата предполагала определена когнитивна пластичност – животните трябвало да решат на кой параметър да отдадат предпочитание във всеки конкретен случай. Тоест било необходимо да се концентрират на един вид информация и напълно да игнорират друг.

Едновременно изследователите записвали електрическата активност на невроните в мозъчната кора. Оказало се, че за всяка задача в мозъка на маймуните отговаряла определена група неврони. Вълните, които произвеждали в момента на активност двете групи, макар и да се отнасяли към бета-ритмите, значително се различавали една от друга. Някои неврони се отнасяли и към едната, и към другата група, но рисунъкът на тяхната активност зависел от текущата задача.

Но освен бета-ритмите учените регистрирали още и алфа-ритми, които се включвали в групата неврони в момента на изпълнение на чужда задача. Тоест когато било необходимо да се отчете цветова информация, „цветовата” група работела на бета-ритъм, а тази, която отговаряла за анализа на пространственото разположение на предметите, действала в алфа-ритъм. Алфа-ритмите се смятат за забавящи – с други думи, за да се формира правилно положение, е необходимо не само да се включи точната група нервни клетки, но и да се изключат невроните, които нямат отношение към задачата.

Образно казано, изследователите успели да направят снимка на мозъчната активност в момента на вземането на решение. Това им позволило да определят основните принципи на работата на мозъка в такива моменти.

Първо, за различните задачи, решения, блокове информация – или накратко, за различните мисли – в мозъка отговарят различни ансамбли от неврони, които имат собствен рисунък на активността, в зависимост от изпълняваната задача.

Второ, активацията на една група неврони се съпровожда от потискане на другите. Това, разбира се, може да обясни определена ограниченост на нашето съзнание – ние не можем едновременно да държим в главата си повече от няколко мисли или да изпълняваме едновременно много действия, или да изпитваме едновременно петдесет усещания. Ограниченията се крият в устройството на мозъка – докато работи една група нервни клетки, другите трябва да мълчат.

Но това е само механизмът на превключване и сега предстои да се изясни кой го пуска. Тоест що за структура дава нареждане на едни неврони да работят, а на други – да почиват. И накрая – кой формира тези работни групи?

Според някои предположения координацията между невроните се осъществява от по-дълбоки структури на мозъка, например от таламуса, но това изисква потвърждение. Колкото до това да се предсказват мислите, чувствата и поведението по активността на невроните, то подобно нещо едва ли ще се случи скоро. Разнообразието на света около нас съответства на разнообразието на комбинациите невронни групи, които могат да „преливат” една в друга, и денят, в който ще четем мислите по рисунъка на невронната активност, няма да е скоро, ако изобщо дойде.

 Статията с резултатите от експериментите е публикувана в сп. Neuron