脳では、競合する思考は波とリズムの中にある
新たな証拠は、ニューロンのグループが各固有の情報を表すことができることを示唆していますが、これらの集団がどのように見えるか、またはそれらがどのように形成されるかを誰も知りません。
新しい研究で、MITとボストン大学の研究者は、神経集団がどのように思考を形成し、心を変える柔軟性をサポートするかについての洞察を得ました。
研究者らは、互いに同期して振動することにより、特定の行動規則をエンコードするニューロンのグループを特定しました。結果は、意識的思考の性質がリズミカルである可能性があることを示唆しています。
「私たちが話すとき、思考は頭の中で浮かんでいます。これらはすべてアンサンブルを形成してから、別のものに再構成しています。脳がこれをどのように行うかは謎でした」と研究者のアールミラー博士は述べた。 「それが私たちが話している根本的な問題です。それ自体が思考そのものの性質です。」
研究結果はジャーナルに掲載されています ニューロン.
研究者は、色または向きに基づいてオブジェクトに応答するように訓練されたサルの脳にある2つの神経集団を特定しました。このタスクには、認知の柔軟性、つまり2つの異なる動作ルールセットを切り替える機能が必要です。
「効果的に彼らがしていることは、世界の一部の情報に焦点を合わせ、他の情報を無視することです。 MITの博士研究員であり、この論文の筆頭著者の1人であるTim Buschman博士は、次のように述べています。
動物がタスクを切り替えながら、研究者は前頭前野のさまざまな場所で生成された脳波を測定しました。これらの波は、ニューロンの電気的活動のリズミカルな変動によって生成されます。
動物が向きに基づいてオブジェクトに応答すると、研究者たちは、特定のニューロンがいわゆるベータ波を生成する高周波で振動することを発見しました。
色が必要なルールだったとき、ニューロンの別の集団がベータ周波数で振動しました。いくつかのニューロンは重複しており、複数のグループに属していますが、各集団には独自の独特のパターンがありました。
興味深いことに、研究者たちは方向ルールアンサンブルを構成するニューロン間の低周波アルファ範囲の振動も見ましたが、これはカラールールが適用されている場合に限られます。研究者たちは、脳の活動の抑制に関連しているアルファ波が、向きのルールをトリガーするニューロンを静めるのに役立つと信じています。
「これが示唆することは、方向性が支配的で、色が弱かったことです。脳はそれを閉じ込めるために向きのアンサンブルでこのアルファの爆発を投げていたので、動物はより弱いアンサンブルを使用することができた」とミラーは言った。
研究者たちの次の目的は、脳が異なる規則や思考の間を行ったり来たりするときに、これらの神経集団がどのように活動を調整するかを発見することです。
一部の神経科学者は、視床などのより深い脳の構造がこの調整を処理すると理論化しているが、誰も確かに知らない、とミラーは言った。 「それは認知の最大の謎の1つであり、あなたの思考を左右するものです」と彼は言った。
専門家は、この調査スレッドが意識の神経基盤を解明するのにも役立つと信じています。
「意識の最も基本的な特徴は、その限られた能力です。同時に考えられるのはごく少数の考えだけです」とミラー氏は語った。
これらの振動はその理由を説明している可能性があります。以前の研究では、動物が2つの考えを念頭に置いている場合、2つの異なる集団がベータ周波数で互いに位相がずれて振動することが示されています。
「これは、意識の能力が限られている理由をすぐに示唆しています。同時に空中に保持できるのは非常に多くのボールのみであり、限られた量の情報のみが1つの振動サイクルに収まることができます。」とMiller氏は述べた。
研究者は、脳の振動を理解することで、統合失調症などの思考障害における精神病の謎を解明するのに役立つ可能性があると考えています。研究により、統合失調症の患者はベータ版の振動が減少していることが示されています。
出典：マサチューセッツ工科大学
