Исследователи сделали новые открытия и ответили на вопрос, как определенные мозговые волны помогают в навигации. Ученые надеются, что методы могут принести пользу пациентам, страдающим нейродегенеративными расстройствами. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Science Advances.
Введение
Исследователи из Фрайбурга, Бохума и Пекина предполагают, что ритмические колебания активности мозга, так называемые тета-колебания, могут играть роль в навигации. Эти мозговые волны помогают вспомнить места, в которые перемещается человек.
Эксперименты в виртуальной реальности
В предыдущих исследования ученые обнаружили, что колебания мозга показывают характерную картину во время навигации. Тета-колебания, во время которых активность мозга изменяется с частотой приблизительно 4 герца, по-видимому, играют решающую роль в этом процессе. Но не было полностью выявлено, как именно тета-колебания поддерживают пространственную навигацию.
Материалы и методы обследования
Исследование проводилось с участием пациентов, страдающих эпилепсией, которым были имплантированы электроды в мозг для хирургического планирования. С помощью электродов исследователи регистрировали активность нейронов во время навигации в условиях виртуальной реальности.
Результаты научной работы
В ходе экспериментов пациенты с эпилепсией научились связывать отдельные объекты с определенными местами в виртуальной среде. Для каждой из приобретенных ассоциаций местоположения объекта исследователи определили характерную модель мозговой активности. Впоследствии участники должны были помнить, какой объект был связан с определенным местоположением. Пока они перемещались в это место в виртуальной среде, мозг активировал тета-колебания, специфичные для данного места. Реактивация мозговой активности для разных пар объект-местоположение происходила в разные моменты времени в течение тета-циклов.
«Соответственно, тета-колебания могут координировать реактивацию различных воспоминаний и, кроме того, могут помочь отличить конкурирующие воспоминания», — комментирует автор исследования Лукас Кунц (Lukas Kunz), научный сотрудник Рурского университета в Бохуме (Ruhr-Universität Bochum).
В поисках биомаркера болезни Альцгеймера
«Многие расстройства связаны с дезориентацией и потерей памяти, поэтому жизненно важно понять основные нейрональные механизмы», — объясняет Кунц.
Ученые из Рурского университета в Бохуме надеются, что это исследование поможет выявить новые биомаркеры для таких неврологических расстройств, как болезнь Альцгеймера.
Авторы другого исследования утверждают, что виртуальная реальность упрощает раннюю диагностику рассеянного склероза и болезни Паркинсона.
