Ученые обнаружили скрытую геометрическую структуру, которая объясняет, как мозг переключается между различными паттернами активности — от ритмических колебаний до спокойного и активного состояний. Результаты, опубликованные на arXiv исследователями из Университета Эксетера и других учреждений, показывают, что возбуждение и торможение не просто подстраивают мозговую активность; они формируют сам ландшафт, из которого возникают все мозговые состояния.
Исследование
Катерина Нечипоренко, Питер Эшвин и Красимира Цанева-Атанасова проанализировали математические модели нейронных популяций, чтобы выявить геометрический организующий центр, управляющий переходами состояний. Они вывели условия его существования и показали, что он надежно проявляется в нескольких канонических моделях. Вблизи этого организующего центра небольшие изменения в балансе возбуждения и торможения заставляют сеть переключаться между колебаниями, бистабильностью (двумя устойчивыми состояниями) и состояниями «вверх/вниз» — активным и неактивным режимами, важными для восприятия и памяти. Команда также обнаружила, что астроциты, звездчатые глиальные клетки, могут настраивать этот баланс, действуя как биологический диммер для переходов между состояниями мозга. Исследование предоставляет единую динамическую основу для понимания того, как возникают и меняются различные паттерны мозга.
Почему это важно
Понимание того, что баланс возбуждения и торможения определяет ландшафт состояний мозга, имеет практическое значение. Для всех, кто интересуется когнитивными способностями, это предполагает, что поддержание здорового баланса между возбуждением и торможением является ключом к гибкому вниманию и памяти. Дисбаланс — распространенный при таких состояниях, как эпилепсия, шизофрения или даже после плохого ночного сна — может перевести сеть в менее адаптивные состояния. Исследование предлагает точку зрения для интерпретации того, почему некоторые когнитивные тренировки или нейрообратная связь могут работать: они могут тонко настраивать этот баланс.
Что вы можете сделать
Поддерживайте естественный баланс возбуждения и торможения вашего мозга с помощью регулярного сна, физических упражнений и практик осознанности. Короткие сеансы медитации, как было показано, улучшают тормозной контроль и могут помочь стабилизировать динамику сети. Для целенаправленного подхода попробуйте адаптивные когнитивные тренировочные головоломки, которые бросают вызов вашей рабочей памяти и переключению внимания — они задействуют те же мозговые цепи, описанные в исследовании.
Источник: arXiv q-bio.NC
Интересуетесь своим мозгом? Пройдите наш бесплатный адаптивный IQ-тест или попробуйте 306 уровней тренировки мозга.
