Способность мозга к ясному мышлению может зависеть от того, насколько успешно он синхронизирует быстрые реакции и медленные процессы рефлексии. Новое исследование показывает, как различные области мозга функционируют на разных «внутренних часах», используя соединения белого вещества для передачи информации в соответствии с этими временными рамками.
Человеческий мозг постоянно играет роль дирижера, управляя потоком информации в зависимости от того, насколько быстро реакция необходима. Одни сигналы требуют мгновенной реакции на изменения внешней среды, в то время как другие требуют больше времени для осмысления контекста и намерений.
Исследование, проведенное Департаментом здравоохранения Ратгерского университета и опубликованное в Nature Communications, фокусируется на том, как мозг комбинирует эти быстрые и медленные сигналы. Ученые обнаружили, что взаимосвязи в белом веществе помогают различным областям мозга эффективно обмениваться информацией для улучшения мыслительных процессов, принятия решений и поведения.
Разные области мозга — разные внутренние часы
Не все участки мозга обрабатывают информацию с одинаковой скоростью. Каждая область функционирует в определенном временном диапазоне, известном как встроенная нейронная шкала времени (INT). Эти временные рамки показывают, как долго информация сохраняется, прежде чем мозг переключится на новый сигнал.
«Наш мозг должен интегрировать информацию, обрабатываемую на разных временных шкалах, чтобы эффективно взаимодействовать с окружающей средой», — объясняет Линден Паркс, адъюнкт-профессор психиатрии Ратгерского университета и старший автор исследования. Эта интеграция имеет значимое влияние на поведение человека.
Карты соединений мозга — ключ к пониманию его работы
Чтобы глубже понять, как осуществляется эта интеграция, исследователи проанализировали данные мозгового сканирования 960 человек и создали детальные карты связей мозга. Применяя математические модели, ученые отслеживали, как информация перемещается по этим сетям.
«Мы проанализировали механизмы, стоящие за этим процессом, связывая локальную обработку информации с ее обобщением в масштабах всего мозга, что приводит к поведенческим рефлексам», — добавляет Паркс, один из участников Института здоровья мозга.
Зачем знать о различиях во времени для умственной деятельности
Результаты исследования показывают, что распределение нейронных временных шкал в коре мозга играет решающую роль в том, насколько быстро мозг может переключаться между различными активностями, связанными с поведением. Эти организационные аспекты времени различаются у разных людей.
Исследование также показало, что временные схемы напрямую связаны с генетическими и молекулярными характеристиками мозговой ткани. Это открытие делает возможность выявления общего механизма, которые сопровождают разные виды, включая людей и другие млекопитающие.
Пarker подчеркивает, что связь между белым веществом и локальными вычислительными свойствами мозга важна для дальнейших исследований в области психического здоровья. На основе полученных данных в настоящее время ведется работа по пониманию нейропсихиатрических расстройств, таких как шизофрения и депрессия, и изучается роль изменений нейронных связей в нарушении обработки информации.
