В основе планирования и исполнения движения лежит механизм координации

Контроль движений требует активации многочисленных групп мышц в правильной последовательности. Это достигается двигательной областью коры головного мозга. Чтобы исследовать вклад мозговых волн к этому процессу, ученые вставили многоканальные электроды в двигательную область коры головного мозга крыс. Животные учились выдвигать, держать и тянуть рычаг, и за это получали вознаграждение. Исследователи записывали последовательность потенциала действий отдельных нейронов от зарегистрированных волн.

Tomoki Fuka обнаружил, что мозговые волны различных частот появлялись во время различных движений. Быстрая гамма волн с частотами приблизительно 100 герц наблюдалась, когда крыса выдвигала или тянула рычаг. Медленную гамму волн с частотой 25- 40 герц достигали, когда крыса держала рычаг и собиралась его тянуть. Тета-волны (4-10 герц) достигали, когда крыса держала рычаг, и движение совпадало с определенным этапом этих колебаний.

Обе частоты гамма-волн были соединены с тета-волнами на вершине всех трех частот мозговых волн в одно время. Деятельность различных типов нервных клеток в различных слоях коры также была синхронизирована с конкретными частотами волн мозга.

Результаты предполагают, что тета-волны играют важную роль в механизме координации активности нейронов, лежащих в основе планирования и исполнения движения. Тета-волны имеют большое значение для обработки пространственной информации в гиппокампе.

«Мы также изучаем, происходят ли аналогичные колебательные координации в префронтальной коре во время принятия решений»,- говорит Tomoki Fukai.

Подробнее в научной статье:

Igarashi, J., Isomura, Y., Arai, K., Harukuni, R. & Fukai, T. «A θ–γ oscillation code for neuronal coordination during motor behavior.» The Journal of Neuroscience (2013) 33, 18515–18530