Επιστήμονες εντόπισαν τους παλμούς του εγκεφάλου που συγκρατούν τις σκέψεις μας

Σύμφωνα με την έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Neuroscience, απομακρυσμένες περιοχές του εγκεφάλου συγχρονίζουν για ελάχιστα κλάσματα του δευτερολέπτου την ηλεκτρική δραστηριότητά τους, διευκολύνοντας την ανταλλαγή πληροφοριών και τη σύνδεση διαφορετικών στοιχείων μιας ανάμνησης.

Η μελέτη πραγματοποιήθηκε από ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο, με επικεφαλής τον Ίλια Βερζμπίνσκι και τον νευροεπιστήμονα Έρικ Χάλγκρεν. Συμμετείχαν 35 ασθενείς με ανθεκτική στη θεραπεία επιληψία, στους οποίους είχαν ήδη τοποθετηθεί ηλεκτρόδια στο εσωτερικό του εγκεφάλου για ιατρικούς λόγους. Αυτό επέτρεψε στους επιστήμονες να παρακολουθήσουν με ασυνήθιστη ακρίβεια την ηλεκτρική δραστηριότητα μεμονωμένων νευρικών κυττάρων, αναφέρει το Science Alert.

• Διαβάστε ακόμη:
  Επιστήμονες ανακάλυψαν μια μεγάλη αλλαγή στον εγκέφαλο που ξεκινάει στα 50 χρόνια

Οι συμμετέχοντες έβλεπαν μία ή τρεις εικόνες, τις οποίες έπρεπε να συγκρατήσουν στη μνήμη τους για μερικά δευτερόλεπτα. Στη συνέχεια, καλούνταν να αναγνωρίσουν αν μια νέα εικόνα περιλαμβανόταν σε εκείνες που είχαν προηγουμένως δει.

Ο συγχρονισμός των νευρώνων

Οι ερευνητές επικεντρώθηκαν σε εξαιρετικά σύντομες εκρήξεις ηλεκτρικής δραστηριότητας που ονομάζονται ripples (κυματισμοί). Πρόκειται για ταχείες, ρυθμικές ταλαντώσεις της νευρωνικής διεγερσιμότητας, με συχνότητα περίπου 90 κύκλων ανά δευτερόλεπτο και διάρκεια μόλις ενός δεκάτου του δευτερολέπτου.

Κατά τη διάρκεια 43 συνεδριών καταγραφής, οι επιστήμονες παρακολούθησαν τη δραστηριότητα 1.373 νευρικών κυττάρων. Διαπίστωσαν ότι αυτοί οι κυματισμοί εμφανίζονταν συχνά ταυτόχρονα σε δύο απομακρυσμένες περιοχές του εγκεφάλου.

Όταν συνέβαινε αυτό, η πιθανότητα τα νευρικά κύτταρα των δύο περιοχών να εκπέμψουν ταυτόχρονα ηλεκτρικά σήματα αυξανόταν κατά περίπου 30%, ενώ σε ορισμένες φάσεις του πειράματος η αύξηση έφτανε το 49%. Το εύρημα υποδηλώνει ότι ο κοινός ηλεκτρικός ρυθμός μπορεί να λειτουργεί ως προσωρινή γέφυρα επικοινωνίας μεταξύ διαφορετικών εγκεφαλικών περιοχών.

• Διαβάστε ακόμη:
  Είναι αληθινές οι αναμνήσεις μας; Οι φυσικοί επανεξετάζουν το παράδοξο του «εγκεφάλου Μπόλτσμαν»

Ακόμη πιο εντυπωσιακή ήταν η απόσταση στην οποία παρατηρήθηκε ο συγχρονισμός. Οι ερευνητές εντόπισαν συντονισμένη δραστηριότητα ανάμεσα σε περιοχές που απείχαν έως και 22 εκατοστά, ακόμη και μεταξύ των δύο ημισφαιρίων.

Το γεγονός αυτό υποδηλώνει ότι ο συγχρονισμός δεν εξαρτάται αποκλειστικά από άμεσες νευρωνικές συνδέσεις, ούτε απαιτεί απαραίτητα κάποια κεντρική περιοχή που να συντονίζει τις υπόλοιπες. Οι επιστήμονες παρομοιάζουν το φαινόμενο με ένα πλήθος ανθρώπων που αρχίζουν σταδιακά να χειροκροτούν στον ίδιο ρυθμό, χωρίς κάποιος να τους καθοδηγεί.

Δυσκολότερη σκέψη, μεγαλύτερος συγχρονισμός

Η συντονισμένη δραστηριότητα ενισχυόταν όταν η δοκιμασία μνήμης γινόταν απαιτητικότερη. Όταν οι συμμετέχοντες έπρεπε να θυμηθούν τρεις εικόνες αντί για μία, ο συγχρονισμός αυξανόταν κατά 13% κατά τη συγκράτηση των πληροφοριών και κατά 19% κατά την αναγνώριση.

Επιπλέον, νευρώνες που είχαν ενεργοποιηθεί ταυτόχρονα κατά την πρώτη εμφάνιση μιας εικόνας παρουσίαζαν μεγαλύτερη πιθανότητα να επαναλάβουν το ίδιο μοτίβο όταν την ξαναέβλεπαν. Οι συμμετέχοντες αναγνώριζαν συνήθως ταχύτερα τις εικόνες όταν παρατηρούνταν αυτό το φαινόμενο.

Τα ευρήματα προσφέρουν μια νέα εξήγηση για ένα θεμελιώδες χαρακτηριστικό της ανθρώπινης σκέψης: την ικανότητα του εγκεφάλου να συνθέτει διάσπαρτες πληροφορίες σε μία ενιαία εμπειρία, χάρη στον στιγμιαίο συγχρονισμό απομακρυσμένων νευρωνικών δικτύων.