Раскрыт механизм зрительной рабочей памяти

В эксперименте животные играли в видеоигру: на экране появлялся набор разноцветных квадратов, затем исчезал и спустя секунду возвращался — но один квадрат менял цвет. Испытуемым нужно было как можно быстрее взглянуть на изменившийся объект. Эксперты фиксировали реакцию, направление взгляда и активность мозга в области, отвечающей за движение глаз.

Оказалось, что точность и скорость реакции зависели от того, на какой фазе тета-волны находился мозг в момент появления измененного квадрата, и от высоты его расположения на экране. Для каждой части поля зрения существовала своя оптимальная фаза волны, при которой внимание и память работали лучше.

Авторы сравнивают этот процесс с движущейся волной, которая пробегает по коре мозга, последовательно активируя разные участки, как луч радара. Когда изменение совпадало с нужной фазой волны, животное замечало его быстрее — если нет, реакция запаздывала.

Ранее лаборатория Миллера уже показывала, что мозг использует разные диапазоны волн для решения когнитивных задач. В исследовании ученые подтвердили:

• Тета-ритмы управляют вниманием и рабочей памятью;

• Бета-волны (8–25 Гц) задают «правила» задачи, структурируют мышление;

• Гамма-волны (30 Гц и выше) кодируют поступающую сенсорную информацию.

Когда тета-волна находилась в фазе возбуждения, активность бета-ритмов снижалась, а сигналы от органов чувств воспринимались четче. В фазе торможения — наоборот, бета усиливалась, а реакция ослабевала.

Интересно, что чем больше объектов нужно было удержать в памяти, тем сильнее проявлялось влияние тета-волн. Это наблюдение может иметь клиническое значение: при нарушениях, связанных с низкой активностью тета-ритмов, страдает способность концентрироваться и запоминать визуальную информацию. В будущем это может привести к созданию нейроинтерфейсов, способных корректировать мозговые волны и улучшать когнитивные функции.

Результаты подтверждают гипотезу о том, что мозг работает не как цифровой компьютер, а как аналоговая система, где ритмы и волны формируют гибкую, самоорганизующуюся среду для вычислений. Эти ритмы могут объяснить, почему внимание и память человека так изменчивы — и почему в один момент мы видим все, а в другой не замечаем очевидного.