Когда множество нейронов активизируется, они создают ритмичные электрические импульсы, подобно волне зрителей, поднимающих руки на переполненном стадионе, и дают уловимое отражение того, что происходит внутри нашего мозга.

Эти мозговые волны, или нейронные колебания, делятся на пять категорий — гамма, бета, альфа, тета и дельта — в зависимости от их амплитуды и частоты. Гамма-волны проявляются в процессе решения задач или обучения, бета-волны — в состоянии тревоги или возбуждения, альфа-волны — в состоянии физического и психического расслабления, тета-волны — в моменты творчества и медитации, а дельта-волны — во время глубокого сна без сновидений.

Предыдущие исследования показали, что тета-колебания в гиппокампе — сложной структуре, расположенной в глубине височной доли мозга, — связаны с формированием памяти и пространственной навигацией. В новом исследовании, проведенном под руководством ученых из Университета Аризоны, изучался вопрос о том, что способствует возникновению этих тета-колебаний.

Предполагалось, что по сравнению с формированием памяти внешняя среда человека играет более важную роль в возникновении тета-колебаний. Иными словами, колебания, возникающие во время участия в каком-либо событии, выше, чем колебания, возникающие при создании воспоминаний о нем. Однако настоящее исследование показывает, что это не так.

«Удивительно, но мы обнаружили, что тета-колебания у людей более распространены, когда человек просто вспоминает события, а не переживает их непосредственно», — говорит Сара Сегер, ведущий автор исследования.

Исследователи набрали 13 пациентов, находившихся под наблюдением по поводу эпилептических припадков с помощью внутричерепных электродов, и зарегистрировали их тета-колебания в гиппокампе. Пациенты выполняли задание по пространственной навигации на портативном компьютере, используя джойстик для перемещения по городу виртуальной реальности (VR), чтобы добраться до определенного магазина. Когда пациенты достигали места назначения, эксперимент приостанавливался, и их просили представить место, с которого они начали навигацию, и мысленно проложить маршрут, по которому они только что прошли.

В процессе навигации с помощью джойстика тета-колебания были менее частыми и короткими по продолжительности по сравнению с колебаниями, возникавшими, когда пациенты только представляли себе маршрут. На основании полученных результатов исследователи пришли к выводу, что память является основным фактором тета-активности у человека.

По их мнению, полученные результаты могут быть использованы для улучшения памяти у людей с повреждениями мозга или когнитивными нарушениями, вызванными инсультом, судорогами или такими заболеваниями, как болезнь Паркинсона. По словам исследователей, при проведении когнитивных тренировок и реабилитации, когда люди активно создают воспоминания, тета-колебания будут стимулировать их, что может со временем улучшить память.

«По сути, вы берете пациента с нарушениями памяти и пытаетесь научить его лучше запоминать», — сказал Арне Экстром (Arne Ekstrom), автор-корреспондент исследования.

Исследователи планируют провести дальнейшие исследования с участием свободно ходящих пациентов, а не пациентов, находящихся в постели, чтобы выяснить, как фактическое передвижение влияет на тета-осцилляции по сравнению с памятью.

Исследование опубликовано в журнале Neuron.