Ученые научились предсказывать, когда мозг лучше всего настроен работать

Ученые научились определять период наиболее быстрой реакции мозга на информацию. Метод, разработанный нейрофизиологами из Центра нейроэкономики и когнитивных исследований НИУ ВШЭ и университетского клинического комплекса «Шарите» в Берлине, позволяет прогнозировать поведенческую реакцию на стимул на основе фазы колебаний, регистрируемых при помощи электроэнцефалографии (ЭЭГ). Результаты работы опубликованы в журнале Neuroimage.

В мозге человека постоянно происходит генерация сложных колебаний различных частот (альфа-осцилляции ~ 10 Гц, бета ~ 20 Гц, тета ~ 7 Гц). Они регистрируются как изменения генерируемого нейронами электрического поля. Мозг реагирует на стимул быстрее в оптимальном для обработки информации состоянии и медленнее – в неблагоприятном, нейрональном состоянии, рассказал соавтор исследования, ученый Центра НИУ ВШЭ Вадим Никулин. К примеру, скорость реагирования атлета на стартовый выстрел может зависеть от состояния его мозга в данный момент. Степень запоминания человеком слов-стимулов может зависеть от параметров сигнала, предшествующего предъявлению слова, пояснил он.

Новый  многомерный метод ученых основан на максимизации зависимости между фазой колебаний и последующей поведенческой реакцией. В отличие от предыдущих работ, исследователи учитывали многомерное распределение параметров колебаний для более точного предсказания времени реакции. Они записали активность мозга людей с помощью 90 ЭЭГ-электродов, а датчик на указательном пальце доминантной руки фиксировал мышечную активность в ответ на подачу электрического стимула на указательный палец другой руки. С помощью ЭЭГ в тот же момент регистрировались колебания, присутствующие в мозге постоянно, но при этом демонстрирующие большую вариативность. Авторы показали, что скорость реакции зависит от фазы престимульных низкочастотных (< 1 Гц) колебаний. «Используя более чувствительные методы экстракции нейрональных сигналов, мы можем найти те фазы нейрональных осцилляций, на фоне которых люди максимально используют ресурсы своего мозга», – сказал Никулин.

Ученые считают, что метод может помочь врачам, в частности, в понимании патологических нейрональных процессов, связанных с болезнью Паркинсона, при которой больные испытывают сложности с запуском движения, передает РИА «Новости».