Исследование: как внутренние «часы» мозга влияют на мышление

Новое исследование учёных из Rutgers Health, опубликованное в журнале Nature Communications, раскрывает, как мозг объединяет быстрые и медленные сигналы для поддержки мышления и поведения. Ключевую роль в этом играет организация внутренних временных масштабов (INT) в разных областях мозга и их связь через белое вещество.

Каждая область мозга обрабатывает информацию с характерной для неё скоростью, удерживая сигналы разное время. «Чтобы влиять на окружающую среду через действие, наш мозг должен объединять информацию, обработанную в разных временных масштабах», — пояснил старший автор исследования, профессор психиатрии Линден Паркес. Это достигается за счёт связей белого вещества, которые позволяют регионам обмениваться данными.

Учёные проанализировали данные визуализации мозга 960 человек, создав детальные карты их коннектомов (карт связей). С помощью математического моделирования они отследили, как информация движется по этим сетям. Исследование показало, что организация временных масштабов в коре головного мозга влияет на эффективность переключения между крупномасштабными паттернами активности, связанными с поведением.

«Мы обнаружили, что различия в том, как мозг обрабатывает информацию с разной скоростью, помогают объяснить, почему люди различаются по своим когнитивным способностям», — отметил Линден Паркес.

Более того, эти временные паттерны оказались связаны с генетическими, молекулярными и клеточными особенностями мозговой ткани. Аналогичные связи были обнаружены и в мозге мышей, что указывает на общность механизмов у разных видов.

«Люди, чьи нейронные связи лучше соответствуют тому, как разные регионы обрабатывают быструю и медленную информацию, как правило, демонстрируют более высокие когнитивные способности», — добавил Паркес.

В настоящее время команда применяет тот же подход для изучения нейропсихиатрических состояний, таких как шизофрения, биполярное расстройство и депрессия, чтобы понять, как изменения в связях мозга могут нарушать обработку информации во времени.