Как мозг запускает спонтанные действия и что за этим стоит

Работа проводилась Джейком Гавенасом, доктором философии, в сотрудничестве с Ури Маозом и Аароном Шургером, преподавателями Института мозга Университета Чепмена. Они смоделировали активность нейронных сетей и сравнили её с реальными данными об активности мозга, полученными при наблюдении за спонтанными движениями человека. Этот подход позволил глубже понять, как возникают такие действия.

Результаты оказались неожиданными: быстро меняющиеся нейроны могут взаимодействовать так, что на уровне всей сети возникают медленные колебания. Это открытие помогает объяснить, почему мозг медленно «подготавливается» к действию, за несколько секунд до того, как человек осознанно решает двигаться.

Представьте, что вы стоите перед прыжком. Ваше решение прыгнуть возникает изнутри, без внешних сигналов. В этот момент мозг активирует моторную кору, которая отправляет сигналы для скоординированных мышечных сокращений. Но как именно мозг приходит к этому решению и как это связано с вашей осознанной волей?

С 1960-х годов нейробиологи знали, что электрическая активность в мозге возрастает перед спонтанными движениями. Однако, как именно эта активность возникает, оставалось загадкой. Новое исследование предлагает объяснение: медленные колебания активности мозговой сети, или так называемый шум 1/f, оказываются важными для начала движения.

Шургер выдвинул гипотезу в 2012 году, что медленно нарастающая активность является частью фона, который должен достичь порога, чтобы инициировать движение. Это означает, что процесс подготовки к действию начинается не с осознанного решения, а с пересечения определенного порога в активности мозга.

Важно отметить, что исследование показало: хотя медленные колебания важны для запуска движения, они не обязательно связаны с ранним подсознательным решением. Это заставляет пересмотреть представление о свободной воле и самоконтроле, что стало предметом активных дискуссий среди нейробиологов.

Исследователи подчеркнули, что понимание этих процессов может привести к новым открытиям в изучении других типов спонтанных действий, таких как творческое мышление или вспоминание. Это исследование стало первым, которое объясняет, как медленные колебания возникают в нейронных сетях и как они могут запускать спонтанные действия.

Таким образом, результаты исследования открывают новые горизонты в понимании того, как мозг инициирует действия, и как эти процессы могут быть связаны с осознанным выбором и свободой воли.